loop.c (scan_loop): Allocate some slop to handle pseudos generated by move_movables.
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-97, 1998 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GNU CC.
5
6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9 any later version.
10
11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
20
21
22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
23    It finds invariant computations within loops and moves them
24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and 
25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
27    the basic induction variables.
28
29    It also finds cases where
30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
31    and changes these to zero the entire register once before the loop
32    and merely copy the low part within the loop.
33
34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
35    while to do these things.  */
36
37 #include "config.h"
38 #include "system.h"
39 #include "rtl.h"
40 #include "obstack.h"
41 #include "expr.h"
42 #include "insn-config.h"
43 #include "insn-flags.h"
44 #include "regs.h"
45 #include "hard-reg-set.h"
46 #include "recog.h"
47 #include "flags.h"
48 #include "real.h"
49 #include "loop.h"
50 #include "except.h"
51 #include "toplev.h"
52
53 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
54    The luids are like uids but increase monotonically always.
55    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
56
57 int *uid_luid;
58
59 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
60    number the insn is contained in.  */
61
62 int *uid_loop_num;
63
64 /* 1 + largest uid of any insn.  */
65
66 int max_uid_for_loop;
67
68 /* 1 + luid of last insn.  */
69
70 static int max_luid;
71
72 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
73    next few tables.  */
74
75 static int max_loop_num;
76
77 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
78
79 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
80
81 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
82
83 int *loop_outer_loop;
84
85 #ifdef HAIFA
86 /* The main output of analyze_loop_iterations is placed here */
87
88 int *loop_can_insert_bct;
89
90 /* For each loop, determines whether some of its inner loops has used
91    count register */
92
93 int *loop_used_count_register;
94
95 /* loop parameters for arithmetic loops. These loops have a loop variable
96    which is initialized to loop_start_value, incremented in each iteration
97    by "loop_increment".  At the end of the iteration the loop variable is
98    compared to the loop_comparison_value (using loop_comparison_code).  */
99
100 rtx *loop_increment;
101 rtx *loop_comparison_value;
102 rtx *loop_start_value;
103 enum rtx_code *loop_comparison_code;
104 #endif  /* HAIFA */
105
106 /* For each loop, keep track of its unrolling factor.
107    Potential values:
108       0: unrolled
109       1: not unrolled.
110      -1: completely unrolled
111      >0: holds the unroll exact factor.  */
112 int *loop_unroll_factor;
113
114 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
115    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
116
117 static char *loop_invalid;
118
119 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
120    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
121    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
122
123    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
124    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
125    return, so the presense of a return does not affect any of the
126    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
127    instructions on this list.  */
128
129 rtx *loop_number_exit_labels;
130
131 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
132    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
133
134 int *loop_number_exit_count;
135
136 /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number could not be
137    calculated.  Must be unsigned since the number of iterations can
138    be as high as 2^wordsize-1.  For loops with a wider iterator, this number
139    will be zero if the number of loop iterations is too large for an
140    unsigned integer to hold.  */
141
142 unsigned HOST_WIDE_INT loop_n_iterations;
143
144 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
145
146 static int loop_has_call;
147
148 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
149    loop.  */
150
151 static int loop_has_volatile;
152
153 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
154    current loop.  A continue statement will generate a branch to
155    NEXT_INSN (loop_continue).  */
156
157 static rtx loop_continue;
158
159 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
160    is set during the loop being scanned.
161    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
162    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
163    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
164    not known equal to a constant.
165    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
166    while the failed candidates have the original number of times set.
167
168    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
169    < 0 a conditionally invariant one.  */
170
171 static int *n_times_set;
172
173 /* Original value of n_times_set; same except that this value
174    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
175    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
176
177 static int *n_times_used;
178
179 /* Index by register number, 1 indicates that the register
180    cannot be moved or strength reduced.  */
181
182 static char *may_not_optimize;
183
184 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
185    This reduces the desire to move it out of another.  */
186
187 static char *moved_once;
188
189 /* Array of MEMs that are stored in this loop. If there are too many to fit
190    here, we just turn on unknown_address_altered.  */
191
192 #define NUM_STORES 30
193 static rtx loop_store_mems[NUM_STORES];
194
195 /* Index of first available slot in above array.  */
196 static int loop_store_mems_idx;
197
198 typedef struct loop_mem_info {
199   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
200   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
201   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
202 } loop_mem_info;
203
204 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
205    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
206    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
207    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
208
209 static loop_mem_info *loop_mems;
210
211 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
212
213 static int loop_mems_idx;
214
215 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
216
217 static int loop_mems_allocated;
218
219 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
220    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
221    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
222
223 static int unknown_address_altered;
224
225 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
226 static int num_movables;
227
228 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
229 static int num_mem_sets;
230
231 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
232 static int loops_enclosed;
233
234 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
235    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
236 int max_reg_before_loop;
237
238 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
239    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
240    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
241    that array.  */
242
243 static struct obstack temp_obstack;
244
245 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
246
247 extern struct obstack *rtl_obstack;
248
249 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
250 #define obstack_chunk_free free
251 \f
252 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
253    is made to record all the movable insns found.
254    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
255
256 struct movable
257 {
258   rtx insn;                     /* A movable insn */
259   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
260   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
261   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
262                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
263   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
264                                    that must be moved with this one.  */
265   int regno;                    /* The register it sets */
266   short lifetime;               /* lifetime of that register;
267                                    may be adjusted when matching movables
268                                    that load the same value are found.  */
269   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
270                                    including other movables that force this
271                                    or match this one.  */
272   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
273   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
274   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
275                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
276                    that the reg is live outside the range from where it is set
277                    to the following label.  */
278   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
279   
280   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
281                                    In particular, moving it does not make it
282                                    invariant.  */
283   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
284                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
285   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
286                                     first insn of a consecutive sets group.  */
287   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
288   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
289                                    that we should avoid changing when clearing
290                                    the rest of the reg.  */
291   struct movable *match;        /* First entry for same value */
292   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
293   struct movable *next;
294 };
295
296 static struct movable *the_movables;
297
298 FILE *loop_dump_stream;
299
300 /* Forward declarations.  */
301
302 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
303 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
304 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx));
305 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
306 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
307 static rtx libcall_other_reg PROTO((rtx, rtx));
308 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
309 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, char *, rtx *, int *, int));
310 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
311 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
312 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, int));
313 #if 0
314 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
315 #endif
316 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
317 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
318 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
319 static void force_movables PROTO((struct movable *));
320 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
321 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
322 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
323 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
324 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
325 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
326 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx, int));
327 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx *));
328 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
329 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, rtx, rtx));
330 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, int, int));
331 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx));
332 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, rtx *, rtx, rtx));
333 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
334 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *));
335 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
336 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
337 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *));
338 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx));
339 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
340 static rtx express_from PROTO((struct induction *, struct induction *));
341 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
342 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
343 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
344 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
345 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
346 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
347 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
348 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
349 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
350 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
351                                                        rtx, rtx *, int *));
352 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
353 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
354 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
355 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
356
357 typedef struct rtx_and_int {
358   rtx r;
359   int i;
360 } rtx_and_int;
361
362 typedef struct rtx_pair {
363   rtx r1;
364   rtx r2;
365 } rtx_pair;
366
367 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
368 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
369   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
370    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
371    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
372
373 #ifdef HAIFA
374 /* This is extern from unroll.c */
375 extern void iteration_info PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx, rtx));
376
377 /* Two main functions for implementing bct:
378    first - to be called before loop unrolling, and the second - after */
379 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
380 static void analyze_loop_iterations PROTO((rtx, rtx));
381 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx));
382
383 /* Auxiliary function that inserts the bct pattern into the loop */
384 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
385 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
386 #endif  /* HAIFA */
387
388 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
389 int indirect_jump_in_function = 0;
390 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
391
392 \f
393 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
394 static int add_cost;
395 #if 0
396 static int shift_cost;
397 static int mult_cost;
398 #endif
399
400 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
401    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
402 static int copy_cost;
403
404 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
405 static int reg_address_cost;
406
407
408 void
409 init_loop ()
410 {
411   char *free_point = (char *) oballoc (1);
412   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
413
414   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
415
416 #ifdef ADDRESS_COST
417   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
418 #else
419   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
420 #endif
421
422   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
423      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
424      will be far less than the cost of an add.  */
425
426   copy_cost = 2 * 2;
427
428   /* Free the objects we just allocated.  */
429   obfree (free_point);
430
431   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
432   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
433 }
434 \f
435 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
436    on the current function.  F is the first insn of the function
437    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
438    (or 0 if none should be output).  */
439
440 void
441 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p)
442      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
443      rtx f;
444      FILE *dumpfile;
445      int unroll_p;
446 {
447   register rtx insn;
448   register int i;
449   rtx last_insn;
450
451   loop_dump_stream = dumpfile;
452
453   init_recog_no_volatile ();
454
455   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
456
457   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
458   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
459
460   regs_may_share = 0;
461
462   /* Count the number of loops.  */
463
464   max_loop_num = 0;
465   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
466     {
467       if (GET_CODE (insn) == NOTE
468           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
469         max_loop_num++;
470     }
471
472   /* Don't waste time if no loops.  */
473   if (max_loop_num == 0)
474     return;
475
476   /* Get size to use for tables indexed by uids.
477      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
478   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
479
480   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
481   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
482
483   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
484   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
485
486   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
487      not be zeroed.  */
488   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
489   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
490   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
491   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
492   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
493   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
494
495   /* This is initialized by the unrolling code, so we go ahead
496      and clear them just in case we are not performing loop
497      unrolling.  */
498   loop_unroll_factor = (int *) alloca (max_loop_num *sizeof (int));
499   bzero ((char *) loop_unroll_factor, max_loop_num * sizeof (int));
500
501 #ifdef HAIFA
502   /* Allocate for BCT optimization */
503   loop_can_insert_bct = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
504   bzero ((char *) loop_can_insert_bct, max_loop_num * sizeof (int));
505
506   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
507   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
508
509   loop_increment = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
510   loop_comparison_value = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
511   loop_start_value = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
512   bzero ((char *) loop_increment, max_loop_num * sizeof (rtx));
513   bzero ((char *) loop_comparison_value, max_loop_num * sizeof (rtx));
514   bzero ((char *) loop_start_value, max_loop_num * sizeof (rtx));
515
516   loop_comparison_code 
517     = (enum rtx_code *) alloca (max_loop_num * sizeof (enum rtx_code));
518   bzero ((char *) loop_comparison_code, max_loop_num * sizeof (enum rtx_code));
519 #endif  /* HAIFA */
520
521   /* Find and process each loop.
522      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
523   find_and_verify_loops (f);
524
525   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
526      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
527      function.  */
528   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
529
530   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
531      will have entries in the register tables.
532
533      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
534      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
535   init_alias_analysis ();
536
537   /* See if we went too far.  */
538   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
539     abort ();
540   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
541   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1;
542
543   /* Compute the mapping from uids to luids.
544      LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
545      except that luids increase monotonically through the code.
546      Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in luids
547      between two insns is not affected by -g.  */
548
549   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
550     {
551       last_insn = insn;
552       if (GET_CODE (insn) != NOTE
553           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
554         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
555       else
556         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
557         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
558     }
559
560   max_luid = i + 1;
561
562   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
563      deleted.  It is possible that the first or last insn
564      using some register has been deleted by cross-jumping.
565      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
566      points to the general area where that insn used to be.  */
567   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
568     {
569       uid_luid[0] = uid_luid[i];
570       if (uid_luid[0] != 0)
571         break;
572     }
573   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
574     if (uid_luid[i] == 0)
575       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
576
577   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
578   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
579     find_loop_tree_blocks ();
580
581   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
582      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
583   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
584
585   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
586      before outer ones.  */
587   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
588     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
589       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
590                  unroll_p);
591
592   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
593      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
594      to one mapping will remain.  */
595   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
596     unroll_block_trees ();
597
598   end_alias_analysis ();
599 }
600 \f
601 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
602    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
603    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
604    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
605    bottom.  */
606
607 static rtx
608 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
609      rtx insn;
610      rtx start;
611      rtx end;
612      rtx loop_top;
613 {
614   insn = NEXT_INSN (insn);
615
616   if (insn == end)
617     {
618       if (loop_top)
619         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
620         insn = loop_top;
621       else
622         /* We're done.  */
623         insn = NULL_RTX;
624     }
625
626   if (insn == start)
627     /* We're done.  */
628     insn = NULL_RTX;
629
630   return insn;
631 }
632
633 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
634    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
635    NOTE_INSN_LOOP_END.  */
636
637 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
638    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
639    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
640    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
641    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
642
643 static void
644 scan_loop (loop_start, end, unroll_p)
645      rtx loop_start, end;
646      int unroll_p;
647 {
648   register int i;
649   rtx p;
650   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
651   int maybe_never = 0;
652   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
653      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
654   int call_passed = 0;
655   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
656      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
657   rtx loop_top = 0;
658   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
659   rtx loop_entry_jump = 0;
660   /* Place in the loop where control enters.  */
661   rtx scan_start;
662   /* Number of insns in the loop.  */
663   int insn_count;
664   int in_libcall = 0;
665   int tem;
666   rtx temp;
667   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
668   rtx set, set1;
669   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
670   struct movable *movables = 0;
671   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
672   struct movable *last_movable = 0;
673   /* Ratio of extra register life span we can justify
674      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
675      since in that case saving an insn makes more difference
676      and more registers are available.  */
677   int threshold;
678   /* If we have calls, contains the insn in which a register was used
679      if it was used exactly once; contains const0_rtx if it was used more
680      than once.  */
681   rtx *reg_single_usage = 0;
682   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
683   int loop_depth = 0;
684   int nregs;
685
686   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
687      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
688      that is too complex to duplicate in front of the loop.
689
690      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
691      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
692      (because we might have a loop executed only once that contains a
693      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
694      (in case we have a degenerate loop).
695
696      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
697      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
698      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
699      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
700      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
701
702   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
703        p != end
704          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
705          && (GET_CODE (p) != NOTE
706              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
707                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
708        p = NEXT_INSN (p))
709     ;
710
711   scan_start = p;
712
713   /* Set up variables describing this loop.  */
714   prescan_loop (loop_start, end);
715   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
716
717   /* If loop has a jump before the first label,
718      the true entry is the target of that jump.
719      Start scan from there.
720      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
721      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
722   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
723     {
724       loop_entry_jump = p;
725
726       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
727       if (simplejump_p (p)
728           && JUMP_LABEL (p) != 0
729           /* Check to see whether the jump actually
730              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
731              This case can happen for things like
732              do {..} while (0).  If this label was generated previously
733              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
734              the loop.  */
735           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
736         {
737           loop_top = next_label (scan_start);
738           scan_start = JUMP_LABEL (p);
739         }
740     }
741
742   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
743      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
744      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
745
746      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
747      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
748      test above.  */
749
750   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
751       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
752     {
753       if (loop_dump_stream)
754         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
755                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
756       return;
757     }
758
759   /* Count number of times each reg is set during this loop.
760      Set may_not_optimize[I] if it is not safe to move out
761      the setting of register I.  If this loop has calls, set
762      reg_single_usage[I].  */
763   
764   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
765      load_mems and move_movables.  */
766   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 100;
767   n_times_set = (int *) alloca (nregs * sizeof (int));
768   n_times_used = (int *) alloca (nregs * sizeof (int));
769   may_not_optimize = (char *) alloca (nregs);
770   bzero ((char *) n_times_set, nregs * sizeof (int));
771   bzero (may_not_optimize, nregs);
772
773   if (loop_has_call)
774     {
775       reg_single_usage = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
776       bzero ((char *) reg_single_usage, nregs * sizeof (rtx));
777     }
778
779   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
780                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
781
782   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
783     may_not_optimize[i] = 1, n_times_set[i] = 1;
784
785 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
786   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
787      create CCmode register copies.  */
788   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < nregs - loop_mems_idx; i++)
789     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
790       may_not_optimize[i] = 1;
791 #endif
792
793   bcopy ((char *) n_times_set, (char *) n_times_used, nregs * sizeof (int));
794
795   if (loop_dump_stream)
796     {
797       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
798                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
799       if (loop_continue)
800         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
801                  INSN_UID (loop_continue));
802     }
803
804   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
805      Set n_times_set negative for the reg being set, so that
806      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
807      We consider whether subsequent insns use the reg
808      in deciding whether it is worth actually moving.
809
810      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
811      and therefore it is possible that the insns we are scanning
812      would never be executed.  At such times, we must make sure
813      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
814      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
815      so that is not a problem.  */
816
817   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top); 
818        p != NULL_RTX;
819        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
820     {
821       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
822           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
823         in_libcall = 1;
824       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
825                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
826         in_libcall = 0;
827
828       if (GET_CODE (p) == INSN
829           && (set = single_set (p))
830           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
831           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
832         {
833           int tem1 = 0;
834           int tem2 = 0;
835           int move_insn = 0;
836           rtx src = SET_SRC (set);
837           rtx dependencies = 0;
838
839           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
840              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
841              specified, use it as the source and mark that we should move
842              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
843              insn.
844
845              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
846              is present.  */
847           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
848           if (temp)
849             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
850           else 
851             {
852               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
853               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
854                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
855               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
856                 {
857                   src = XEXP (temp, 0);
858                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
859                      the equivalent expression.  To move the libcall,
860                      we must move those regs too.  */
861                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
862                 }
863             }
864
865           /* Don't try to optimize a register that was made
866              by loop-optimization for an inner loop.
867              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
868           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
869             ;
870           /* In order to move a register, we need to have one of three cases:
871              (1) it is used only in the same basic block as the set
872              (2) it is not a user variable and it is not used in the
873                  exit test (this can cause the variable to be used
874                  before it is set just like a user-variable).
875              (3) the set is guaranteed to be executed once the loop starts,
876                  and the reg is not used until after that.  */
877           else if (! ((! maybe_never
878                        && ! loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
879                                                     scan_start, end))
880                       || (! REG_USERVAR_P (SET_DEST (set))
881                           && ! REG_LOOP_TEST_P (SET_DEST (set)))
882                       || reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))))
883             ;
884           else if ((tem = invariant_p (src))
885                    && (dependencies == 0
886                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
887                    && (n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
888                        || (tem1
889                            = consec_sets_invariant_p (SET_DEST (set),
890                                                       n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))],
891                                                       p)))
892                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
893                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
894                       once loop is entered.  Even a function call might
895                       prevent the trap insn from being reached
896                       (since it might exit!)  */
897                    && ! ((maybe_never || call_passed)
898                          && may_trap_p (src)))
899             {
900               register struct movable *m;
901               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
902
903               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
904                  can be combined as long as they are both in the loop, but
905                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
906                  this can lose.  The most common case of this is the address
907                  of a function being called.  
908
909                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
910                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
911                  we can replace the usage of this register with the source
912                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
913
914                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
915                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
916
917               if (reg_single_usage && reg_single_usage[regno] != 0
918                   && reg_single_usage[regno] != const0_rtx
919                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
920                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
921                       == INSN_UID (reg_single_usage[regno]))
922                   && n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
923                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
924                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
925                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
926                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
927                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
928                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
929                      a call-clobbered register and the life of REGNO
930                      might span a call.  */
931                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
932                                            reg_single_usage[regno])
933                   && no_labels_between_p (p, reg_single_usage[regno])
934                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
935                                            reg_single_usage[regno]))
936                 {
937                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
938                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
939                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
940                   REG_NOTES (reg_single_usage[regno])
941                     = replace_rtx (REG_NOTES (reg_single_usage[regno]),
942                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
943                                    
944                   PUT_CODE (p, NOTE);
945                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
946                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
947                   n_times_set[regno] = 0;
948                   continue;
949                 }
950
951               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
952               m->next = 0;
953               m->insn = p;
954               m->set_src = src;
955               m->dependencies = dependencies;
956               m->set_dest = SET_DEST (set);
957               m->force = 0;
958               m->consec = n_times_set[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 = n_times_used[regno];
976               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
977                 m->savings += libcall_benefit (p);
978               n_times_set[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 (n_times_set[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                   n_times_set[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 n_times_set 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 n_times_set to indicate that those are not actually invariant.  */
1163   for (i = 0; i < nregs; i++)
1164     if (n_times_set[i] < 0)
1165       n_times_set[i] = n_times_used[i];
1166
1167   /* Now that we've moved some things out of the loop, we able to
1168      hoist even more memory references.  There's no need to pass
1169      reg_single_usage this time, since we're done with it.  */
1170   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1171                                        loop_start, 0,
1172                                        &insn_count);
1173
1174   if (flag_strength_reduce)
1175     {
1176       the_movables = movables;
1177       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1178                        insn_count, loop_start, end, unroll_p);
1179     }
1180 }
1181 \f
1182 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1183    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1184
1185 void
1186 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1187      rtx in_this, not_in_this;
1188      rtx *output;
1189 {
1190   enum rtx_code code;
1191   char *fmt;
1192   int i;
1193
1194   code = GET_CODE (in_this);
1195
1196   switch (code)
1197     {
1198     case PC:
1199     case CC0:
1200     case CONST_INT:
1201     case CONST_DOUBLE:
1202     case CONST:
1203     case SYMBOL_REF:
1204     case LABEL_REF:
1205       return;
1206
1207     case REG:
1208       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1209           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1210         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1211       return;
1212       
1213     default:
1214       break;
1215     }
1216
1217   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1218   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1219     {
1220       int j;
1221
1222       switch (fmt[i])
1223         {
1224         case 'E':
1225           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1226             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1227           break;
1228
1229         case 'e':
1230           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1231           break;
1232         }
1233     }
1234 }
1235 \f
1236 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1237    aside from those mentioned in the equivalent value.
1238    If there are none, return 0.
1239    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1240
1241 static rtx
1242 libcall_other_reg (insn, equiv)
1243      rtx insn, equiv;
1244 {
1245   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1246   rtx p = XEXP (note, 0);
1247   rtx output = 0;
1248
1249   /* First, find all the regs used in the libcall block
1250      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1251
1252   while (p != insn)
1253     {
1254       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1255           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1256         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1257       p = NEXT_INSN (p);
1258     }
1259
1260   return output;
1261 }
1262 \f
1263 /* Return 1 if all uses of REG
1264    are between INSN and the end of the basic block.  */
1265
1266 static int 
1267 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1268      rtx insn, reg;
1269 {
1270   int regno = REGNO (reg);
1271   rtx p;
1272
1273   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1274     return 0;
1275
1276   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1277   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1278     {
1279       switch (GET_CODE (p))
1280         {
1281         case NOTE:
1282           break;
1283
1284         case INSN:
1285         case CALL_INSN:
1286           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1287           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1288             return 1;
1289           break;
1290
1291         case JUMP_INSN:
1292           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1293           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1294             return 1;
1295           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1296           return 0;
1297
1298         case CODE_LABEL:
1299         case BARRIER:
1300           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1301           return 0;
1302           
1303         default:
1304           break;
1305         }
1306     }
1307
1308   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1309   abort ();
1310 }
1311 \f
1312 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1313    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1314    value directly or can contain a library call.  */
1315
1316 static int
1317 libcall_benefit (last)
1318      rtx last;
1319 {
1320   rtx insn;
1321   int benefit = 0;
1322
1323   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1324        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1325     {
1326       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1327         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1328                                    routine.  */
1329       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1330                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1331                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1332         benefit++;
1333     }
1334
1335   return benefit;
1336 }
1337 \f
1338 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1339
1340 static rtx
1341 skip_consec_insns (insn, count)
1342      rtx insn;
1343      int count;
1344 {
1345   for (; count > 0; count--)
1346     {
1347       rtx temp;
1348
1349       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1350       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1351          be an insn here.  */
1352       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1353           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1354         insn = XEXP (temp, 0);
1355
1356       do insn = NEXT_INSN (insn);
1357       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1358     }
1359
1360   return insn;
1361 }
1362
1363 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1364    which is part of another movable.
1365    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1366    was made later and so appears later on the chain.  */
1367
1368 static void
1369 ignore_some_movables (movables)
1370      struct movable *movables;
1371 {
1372   register struct movable *m, *m1;
1373
1374   for (m = movables; m; m = m->next)
1375     {
1376       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1377       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1378       if (note)
1379         {
1380           rtx insn;
1381           /* Check for earlier movables inside that range,
1382              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1383              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1384              Rather than reject all such insns from movables, we just
1385              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1386              libcalls aren't that common).  */
1387           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1388             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1389               if (m1->insn == insn)
1390                 m1->done = 1;
1391         }
1392     }
1393 }         
1394
1395 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1396    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1397    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1398    since the second can be moved only if the first is.  */
1399
1400 static void
1401 force_movables (movables)
1402      struct movable *movables;
1403 {
1404   register struct movable *m, *m1;
1405   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1406     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1407     if (!m1->partial && !m1->done)
1408       {
1409         int regno = m1->regno;
1410         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1411           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1412              register of M1 to be used after this insn?
1413              Since CSE does not update regno_last_uid,
1414              this insn M->insn might not be where it dies.
1415              But very likely this doesn't matter; what matters is
1416              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1417           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1418               && !m->done)
1419             break;
1420         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1421             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1422             && m->consec == 0)
1423           m = 0;
1424
1425         /* Increase the priority of the moving the first insn
1426            since it permits the second to be moved as well.  */
1427         if (m != 0)
1428           {
1429             m->forces = m1;
1430             m1->lifetime += m->lifetime;
1431             m1->savings += m->savings;
1432           }
1433       }
1434 }
1435 \f
1436 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1437    one register.  */
1438
1439 static void
1440 combine_movables (movables, nregs)
1441      struct movable *movables;
1442      int nregs;
1443 {
1444   register struct movable *m;
1445   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1446   enum machine_mode mode;
1447
1448   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1449      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1450   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1451
1452   for (m = movables; m; m = m->next)
1453     if (m->match == 0 && n_times_used[m->regno] == 1 && !m->partial)
1454       {
1455         register struct movable *m1;
1456         int regno = m->regno;
1457
1458         bzero (matched_regs, nregs);
1459         matched_regs[regno] = 1;
1460
1461         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1462            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1463         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1464           if (m != m1 && m1->match == 0 && n_times_used[m1->regno] == 1
1465               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1466               && !m1->global
1467               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1468               && !m1->partial
1469               && (matched_regs[m1->regno]
1470                   ||
1471                   (
1472                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1473                       same constant only if the modes are the same or
1474                       if both are integer modes with M wider or the same
1475                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1476                       safe, since the only case of differing destination
1477                       modes with equal sources is when both sources are
1478                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1479                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1480                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1481                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1482                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1483                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1484                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1485                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1486                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1487                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1488                                                 movables))))
1489               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1490                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1491             {
1492               m->lifetime += m1->lifetime;
1493               m->savings += m1->savings;
1494               m1->done = 1;
1495               m1->match = m;
1496               matched_regs[m1->regno] = 1;
1497             }
1498       }
1499
1500   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1501      This can be done for those not marked `global'
1502      provided their lives don't overlap.  */
1503
1504   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1505        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1506     {
1507       register struct movable *m0 = 0;
1508
1509       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1510          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1511       for (m = movables; m; m = m->next)
1512         if (m->partial && ! m->global
1513             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1514           {
1515             register struct movable *m1;
1516             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1517             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1518
1519             if (m0 == 0)
1520               {
1521                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1522                 m0 = m;
1523                   continue;
1524               }
1525
1526             /* Make sure they extend to the same mode.
1527                (Almost always true.)  */
1528             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1529                 continue;
1530
1531             /* We already have one: check for overlap with those
1532                already combined together.  */
1533             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1534               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1535                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1536                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1537                   goto overlap;
1538
1539             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1540             m0->lifetime += m->lifetime;
1541             m0->savings += m->savings;
1542             m->done = 1;
1543             m->match = m0;
1544
1545           overlap: ;
1546           }
1547     }
1548 }
1549 \f
1550 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1551
1552 static int
1553 regs_match_p (x, y, movables)
1554      rtx x, y;
1555      struct movable *movables;
1556 {
1557   int xn = REGNO (x);
1558   int yn = REGNO (y);
1559   struct movable *mx, *my;
1560
1561   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1562     if (mx->regno == xn)
1563       break;
1564
1565   for (my = movables; my; my = my->next)
1566     if (my->regno == yn)
1567       break;
1568
1569   return (mx && my
1570           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1571               || mx->match == my
1572               || mx == my->match));
1573 }
1574
1575 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1576    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1577
1578    If two registers are matching movables or a movable register and an
1579    equivalent constant, consider them equal.  */
1580
1581 static int
1582 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1583      rtx x, y;
1584      struct movable *movables;
1585 {
1586   register int i;
1587   register int j;
1588   register struct movable *m;
1589   register enum rtx_code code;
1590   register char *fmt;
1591
1592   if (x == y)
1593     return 1;
1594   if (x == 0 || y == 0)
1595     return 0;
1596
1597   code = GET_CODE (x);
1598
1599   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1600      equal.  */
1601   if (GET_CODE (x) == REG && n_times_set[REGNO (x)] == -2
1602       && CONSTANT_P (y))
1603     {
1604       for (m = movables; m; m = m->next)
1605         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1606             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1607           return 1;
1608     }
1609   else if (GET_CODE (y) == REG && n_times_set[REGNO (y)] == -2
1610            && CONSTANT_P (x))
1611     {
1612       for (m = movables; m; m = m->next)
1613         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1614             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1615           return 1;
1616     }
1617
1618   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1619   if (code != GET_CODE (y))
1620     return 0;
1621
1622   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1623      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1624
1625   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1626     return 0;
1627
1628   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1629   if (code == REG)
1630     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1631
1632   if (code == LABEL_REF)
1633     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1634   if (code == SYMBOL_REF)
1635     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1636
1637   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1638      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1639
1640   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1641   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1642     {
1643       switch (fmt[i])
1644         {
1645         case 'w':
1646           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1647             return 0;
1648           break;
1649
1650         case 'i':
1651           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1652             return 0;
1653           break;
1654
1655         case 'E':
1656           /* Two vectors must have the same length.  */
1657           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1658             return 0;
1659
1660           /* And the corresponding elements must match.  */
1661           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1662             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1663               return 0;
1664           break;
1665
1666         case 'e':
1667           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1668             return 0;
1669           break;
1670
1671         case 's':
1672           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1673             return 0;
1674           break;
1675
1676         case 'u':
1677           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1678           break;
1679
1680         case '0':
1681           break;
1682
1683           /* It is believed that rtx's at this level will never
1684              contain anything but integers and other rtx's,
1685              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1686         default:
1687           abort ();
1688         }
1689     }
1690   return 1;
1691 }
1692 \f
1693 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1694   insns in INSNS which use thet reference.  */
1695
1696 static void
1697 add_label_notes (x, insns)
1698      rtx x;
1699      rtx insns;
1700 {
1701   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1702   int i, j;
1703   char *fmt;
1704   rtx insn;
1705
1706   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1707     {
1708       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1709          avoid flow generating (slighly) worse code.
1710
1711          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1712          mark_jump_label for additional information).  */
1713       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1714         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1715           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1716                                                 REG_NOTES (insn));
1717     }
1718
1719   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1720   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1721     {
1722       if (fmt[i] == 'e')
1723         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1724       else if (fmt[i] == 'E')
1725         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1726           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1727     }
1728 }
1729 \f
1730 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1731    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1732    other throughout.  */
1733
1734 static void
1735 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1736      struct movable *movables;
1737      int threshold;
1738      int insn_count;
1739      rtx loop_start;
1740      rtx end;
1741      int nregs;
1742 {
1743   rtx new_start = 0;
1744   register struct movable *m;
1745   register rtx p;
1746   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1747      when we move several insns that load the same value
1748      into different pseudo-registers.  */
1749   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1750   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1751
1752   bzero (already_moved, nregs);
1753   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1754
1755   num_movables = 0;
1756
1757   for (m = movables; m; m = m->next)
1758     {
1759       /* Describe this movable insn.  */
1760
1761       if (loop_dump_stream)
1762         {
1763           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1764                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1765           if (m->consec > 0)
1766             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1767           if (m->cond)
1768             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1769           if (m->force)
1770             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1771           if (m->global)
1772             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1773           if (m->done)
1774             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1775           if (m->move_insn)
1776             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1777           if (m->match)
1778             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1779                      INSN_UID (m->match->insn));
1780           if (m->forces)
1781             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1782                      INSN_UID (m->forces->insn));
1783         }
1784
1785       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1786       num_movables++;
1787
1788       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1789          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1790
1791       if (!m->done
1792           && (! m->cond
1793               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1794                   && (m->dependencies == 0
1795                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1796                   && (m->consec == 0
1797                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1798                                                        m->consec + 1,
1799                                                        m->insn))))
1800           && (! m->forces || m->forces->done))
1801         {
1802           register int regno;
1803           register rtx p;
1804           int savings = m->savings;
1805
1806           /* We have an insn that is safe to move.
1807              Compute its desirability.  */
1808
1809           p = m->insn;
1810           regno = m->regno;
1811
1812           if (loop_dump_stream)
1813             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1814
1815           if (moved_once[regno])
1816             {
1817               insn_count *= 2;
1818
1819               if (loop_dump_stream)
1820                 fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1821             }
1822
1823           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1824              which is safe only if this one is moved too: that is,
1825              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1826
1827           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1828              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1829              If it's not desirable, it means the loop is so big
1830              that moving won't speed things up much,
1831              and it is liable to make register usage worse.  */
1832
1833           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1834              extra cost because something else was already moved.  */
1835
1836           if (already_moved[regno]
1837               || flag_move_all_movables
1838               || (threshold * savings * m->lifetime) >= insn_count
1839               || (m->forces && m->forces->done
1840                   && n_times_used[m->forces->regno] == 1))
1841             {
1842               int count;
1843               register struct movable *m1;
1844               rtx first;
1845
1846               /* Now move the insns that set the reg.  */
1847
1848               if (m->partial && m->match)
1849                 {
1850                   rtx newpat, i1;
1851                   rtx r1, r2;
1852                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1853                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1854                      And that reg is loaded with 0 directly,
1855                      since it has ->match == 0.  */
1856                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1857                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1858                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1859                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1860
1861                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1862                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1863                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1864                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1865                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1866                   regs_may_share
1867                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1868                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1869                                                             regs_may_share));
1870                   delete_insn (m->insn);
1871
1872                   if (new_start == 0)
1873                     new_start = i1;
1874
1875                   if (loop_dump_stream)
1876                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1877                 }
1878               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1879                  new move insn, first delete what we have and then emit
1880                  the move insn before the loop.  */
1881               else if (m->move_insn)
1882                 {
1883                   rtx i1, temp;
1884
1885                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1886                     {
1887                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1888                          skip to the end.  */
1889                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1890                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1891                         p = XEXP (temp, 0);
1892
1893                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1894                          delete every insn in the sequence except the last.
1895                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1896                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1897                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1898                         {
1899                           temp = XEXP (temp, 0);
1900                           while (temp != p)
1901                             temp = delete_insn (temp);
1902                         }
1903
1904                       p = delete_insn (p);
1905                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1906                         p = NEXT_INSN (p);
1907                     }
1908
1909                   start_sequence ();
1910                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1911                   temp = get_insns ();
1912                   end_sequence ();
1913
1914                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1915
1916                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1917                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1918                     REG_NOTES (i1)
1919                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1920                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1921
1922                   if (loop_dump_stream)
1923                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1924
1925                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1926                   threshold -= 3;
1927                 }
1928               else
1929                 {
1930                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1931                     {
1932                       rtx i1, temp;
1933
1934                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1935                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1936                          be an insn here.  */
1937                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1938                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1939                         p = XEXP (temp, 0);
1940
1941                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1942                          insns except the last before the loop.  The last
1943                          insn is handled in the normal manner.  */
1944                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1945                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1946                         {
1947                           rtx fn_address = 0;
1948                           rtx fn_reg = 0;
1949                           rtx fn_address_insn = 0;
1950
1951                           first = 0;
1952                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1953                                temp = NEXT_INSN (temp))
1954                             {
1955                               rtx body;
1956                               rtx n;
1957                               rtx next;
1958
1959                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1960                                 continue;
1961
1962                               body = PATTERN (temp);
1963
1964                               /* Find the next insn after TEMP,
1965                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1966                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1967                                    next = NEXT_INSN (next))
1968                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1969                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1970                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1971                                   break;
1972                               
1973                               /* If that is the call, this may be the insn
1974                                  that loads the function address.
1975
1976                                  Extract the function address from the insn
1977                                  that loads it into a register.
1978                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1979
1980                                  So emit a new move insn that copies the
1981                                  function address into the register that the
1982                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1983                                  redundant stores that we have created.  */
1984                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1985                                   && GET_CODE (body) == SET
1986                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1987                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1988                                                          NULL_RTX)))
1989                                 {
1990                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1991                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1992                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1993                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1994                                   fn_address_insn = temp;
1995                                 }
1996                               /* We have the call insn.
1997                                  If it uses the register we suspect it might,
1998                                  load it with the correct address directly.  */
1999                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
2000                                   && fn_address != 0
2001                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2002                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
2003                                                                 fn_address),
2004                                                  fn_address_insn);
2005
2006                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
2007                                 {
2008                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2009                                   /* Because the USAGE information potentially
2010                                      contains objects other than hard registers
2011                                      we need to copy it.  */
2012                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2013                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2014                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2015                                 }
2016                               else
2017                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2018                               if (first == 0)
2019                                 first = i1;
2020                               if (temp == fn_address_insn)
2021                                 fn_address_insn = i1;
2022                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2023                               delete_insn (temp);
2024                             }
2025                         }
2026                       if (m->savemode != VOIDmode)
2027                         {
2028                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2029                              the bits that are not covered by the mode
2030                              m->savemode.  */
2031                           rtx reg = m->set_dest;
2032                           rtx sequence;
2033                           rtx tem;
2034                       
2035                           start_sequence ();
2036                           tem = expand_binop
2037                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2038                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2039                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2040                                       - 1),
2041                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2042                           if (tem == 0)
2043                             abort ();
2044                           if (tem != reg)
2045                             emit_move_insn (reg, tem);
2046                           sequence = gen_sequence ();
2047                           end_sequence ();
2048                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2049                         }
2050                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2051                         {
2052                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2053                           /* Because the USAGE information potentially
2054                              contains objects other than hard registers
2055                              we need to copy it.  */
2056                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2057                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2058                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2059                         }
2060                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2061                         {
2062                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2063                              use the REG_EQUAL note.  */
2064                           start_sequence ();
2065                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2066                           temp = get_insns ();
2067                           end_sequence ();
2068
2069                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2070
2071                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2072                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2073                             REG_NOTES (i1)
2074                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2075                                                     : REG_EQUAL),
2076                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2077                         }
2078                       else
2079                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2080
2081                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2082                         {
2083                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2084
2085                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2086                              is not loop invariant, then delete it, since it
2087                              may cause problems with later optimization passes.
2088                              It is possible for cse to create such notes
2089                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2090                       
2091                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2092                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2093                             remove_note (i1, temp);
2094                         }
2095
2096                       if (new_start == 0)
2097                         new_start = i1;
2098
2099                       if (loop_dump_stream)
2100                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2101                                  INSN_UID (i1));
2102
2103                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2104                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2105                          and REG_RETVAL on I1.  */
2106                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2107                         {
2108                           XEXP (temp, 0) = first;
2109                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2110                           XEXP (temp, 0) = i1;
2111                         }
2112
2113                       delete_insn (p);
2114                       do p = NEXT_INSN (p);
2115                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE);
2116                     }
2117
2118                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2119                   threshold -= 3;
2120                 }
2121
2122               /* Any other movable that loads the same register
2123                  MUST be moved.  */
2124               already_moved[regno] = 1;
2125
2126               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2127               moved_once[regno] = 1;
2128
2129               /* The reg set here is now invariant.  */
2130               if (! m->partial)
2131                 n_times_set[regno] = 0;
2132
2133               m->done = 1;
2134
2135               /* Change the length-of-life info for the register
2136                  to say it lives at least the full length of this loop.
2137                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2138
2139               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2140                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2141                    We can't use the moved insn because it is out of range
2142                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2143                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2144               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2145                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2146
2147               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2148
2149               if (! m->partial)
2150                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2151                   if (m1->match == m)
2152                     {
2153                       rtx temp;
2154
2155                       /* Schedule the reg loaded by M1
2156                          for replacement so that shares the reg of M.
2157                          If the modes differ (only possible in restricted
2158                          circumstances, make a SUBREG.  */
2159                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2160                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2161                       else
2162                         reg_map[m1->regno]
2163                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2164                                                 m->set_dest);
2165                     
2166                       /* Get rid of the matching insn
2167                          and prevent further processing of it.  */
2168                       m1->done = 1;
2169
2170                       /* if library call, delete all insn except last, which
2171                          is deleted below */
2172                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2173                                                  NULL_RTX)))
2174                         {
2175                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2176                                temp = NEXT_INSN (temp))
2177                             delete_insn (temp);
2178                         }
2179                       delete_insn (m1->insn);
2180
2181                       /* Any other movable that loads the same register
2182                          MUST be moved.  */
2183                       already_moved[m1->regno] = 1;
2184
2185                       /* The reg merged here is now invariant,
2186                          if the reg it matches is invariant.  */
2187                       if (! m->partial)
2188                         n_times_set[m1->regno] = 0;
2189                     }
2190             }
2191           else if (loop_dump_stream)
2192             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2193         }
2194       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2195         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2196
2197       if (loop_dump_stream)
2198         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2199     }
2200
2201   if (new_start == 0)
2202     new_start = loop_start;
2203
2204   /* Go through all the instructions in the loop, making
2205      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2206   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2207     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2208         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2209       {
2210         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2211         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2212         INSN_CODE (p) = -1;
2213       }
2214 }
2215 \f
2216 #if 0
2217 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2218    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2219
2220 static void
2221 replace_call_address (x, reg, addr)
2222      rtx x, reg, addr;
2223 {
2224   register enum rtx_code code;
2225   register int i;
2226   register char *fmt;
2227
2228   if (x == 0)
2229     return;
2230   code = GET_CODE (x);
2231   switch (code)
2232     {
2233     case PC:
2234     case CC0:
2235     case CONST_INT:
2236     case CONST_DOUBLE:
2237     case CONST:
2238     case SYMBOL_REF:
2239     case LABEL_REF:
2240     case REG:
2241       return;
2242
2243     case SET:
2244       /* Short cut for very common case.  */
2245       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2246       return;
2247
2248     case CALL:
2249       /* Short cut for very common case.  */
2250       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2251       return;
2252
2253     case MEM:
2254       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2255          something is wrong.  */
2256       if (XEXP (x, 0) != reg)
2257         abort ();
2258       XEXP (x, 0) = addr;
2259       return;
2260       
2261     default:
2262       break;
2263     }
2264
2265   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2266   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2267     {
2268       if (fmt[i] == 'e')
2269         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2270       if (fmt[i] == 'E')
2271         {
2272           register int j;
2273           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2274             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2275         }
2276     }
2277 }
2278 #endif
2279 \f
2280 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2281    in the rtx X.  */
2282
2283 static int
2284 count_nonfixed_reads (x)
2285      rtx x;
2286 {
2287   register enum rtx_code code;
2288   register int i;
2289   register char *fmt;
2290   int value;
2291
2292   if (x == 0)
2293     return 0;
2294
2295   code = GET_CODE (x);
2296   switch (code)
2297     {
2298     case PC:
2299     case CC0:
2300     case CONST_INT:
2301     case CONST_DOUBLE:
2302     case CONST:
2303     case SYMBOL_REF:
2304     case LABEL_REF:
2305     case REG:
2306       return 0;
2307
2308     case MEM:
2309       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2310               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2311       
2312     default:
2313       break;
2314     }
2315
2316   value = 0;
2317   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2318   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2319     {
2320       if (fmt[i] == 'e')
2321         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2322       if (fmt[i] == 'E')
2323         {
2324           register int j;
2325           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2326             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2327         }
2328     }
2329   return value;
2330 }
2331
2332 \f
2333 #if 0
2334 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2335    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2336    if the machine supports such an instruction,
2337    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2338
2339 static void
2340 constant_high_bytes (p, loop_start)
2341      rtx p, loop_start;
2342 {
2343   register rtx new;
2344   register int insn_code_number;
2345
2346   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2347      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2348
2349   new = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2350                      gen_rtx_STRICT_LOW_PART (VOIDmode,
2351                                               gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2352                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2353                                    0)),
2354                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2355   insn_code_number = recog (new, p);
2356
2357   if (insn_code_number)
2358     {
2359       register int i;
2360
2361       /* Clear destination register before the loop.  */
2362       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, SET_DEST (PATTERN (p)),
2363                                      const0_rtx),
2364                         loop_start);
2365
2366       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2367       PATTERN (p) = new;
2368     }
2369 }
2370 #endif
2371 \f
2372 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2373    `num_mem_sets', `loop_continue', loops_enclosed', `loop_has_call',
2374    and `loop_has_volatile'.  Also, fill in the arrays `loop_mems' and
2375    `loop_store_mems'.  */
2376
2377 static void
2378 prescan_loop (start, end)
2379      rtx start, end;
2380 {
2381   register int level = 1;
2382   rtx insn;
2383   int loop_has_multiple_exit_targets = 0;
2384   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2385      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2386      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2387      might end up between the two.  */
2388   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2389   if (exit_target == NULL_RTX || GET_CODE (exit_target) != CODE_LABEL)
2390     loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2391
2392   unknown_address_altered = 0;
2393   loop_has_call = 0;
2394   loop_has_volatile = 0;
2395   loop_store_mems_idx = 0;
2396   loop_mems_idx = 0;
2397
2398   num_mem_sets = 0;
2399   loops_enclosed = 1;
2400   loop_continue = 0;
2401
2402   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2403        insn = NEXT_INSN (insn))
2404     {
2405       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2406         {
2407           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2408             {
2409               ++level;
2410               /* Count number of loops contained in this one.  */
2411               loops_enclosed++;
2412             }
2413           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2414             {
2415               --level;
2416               if (level == 0)
2417                 {
2418                   end = insn;
2419                   break;
2420                 }
2421             }
2422           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2423             {
2424               if (level == 1)
2425                 loop_continue = insn;
2426             }
2427         }
2428       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2429         {
2430           if (! CONST_CALL_P (insn))
2431             unknown_address_altered = 1;
2432           loop_has_call = 1;
2433         }
2434       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2435         {
2436           rtx label1 = NULL_RTX;
2437           rtx label2 = NULL_RTX;
2438
2439           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2440             loop_has_volatile = 1;
2441           
2442           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2443
2444           if (!loop_has_multiple_exit_targets
2445               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2446               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2447               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2448             {
2449               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2450                 {
2451                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2452                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2453                 }
2454               else
2455                 {
2456                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2457                 }
2458
2459               do {
2460                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2461                   {
2462                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2463                       {
2464                         /* Something tricky.  */
2465                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2466                         break;
2467                       }
2468                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2469                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2470                       {
2471                         /* A jump outside the current loop.  */
2472                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2473                         break;
2474                       }
2475                   }
2476
2477                 label1 = label2;
2478                 label2 = NULL_RTX;
2479               } while (label1);
2480             }
2481         }
2482       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2483         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2484     }
2485
2486   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2487   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2488       !unknown_address_altered 
2489       /* An exception thrown by a called function might land us
2490          anywhere.  */
2491       && !loop_has_call
2492       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2493          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2494          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2495          require actual function calls.  */
2496       && !current_function_calls_alloca
2497       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2498          end.  */
2499       && !loop_has_multiple_exit_targets)
2500     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2501          insn = NEXT_INSN (insn))
2502       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2503 }
2504 \f
2505 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2506    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2507    to from outside the loop.  */
2508
2509 static void
2510 find_and_verify_loops (f)
2511      rtx f;
2512 {
2513   rtx insn, label;
2514   int current_loop = -1;
2515   int next_loop = -1;
2516   int loop;
2517
2518   /* If there are jumps to undefined labels,
2519      treat them as jumps out of any/all loops.
2520      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2521   uid_loop_num[0] = -1;
2522
2523   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2524      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2525
2526   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2527     {
2528       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2529         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2530           {
2531           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2532             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2533             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2534             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2535             loop_invalid[next_loop] = 0;
2536             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2537             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2538             current_loop = next_loop;
2539             break;
2540
2541           case NOTE_INSN_SETJMP:
2542             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2543                enclosing loop.  */
2544             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2545               {
2546                 loop_invalid[loop] = 1;
2547                 if (loop_dump_stream)
2548                   fprintf (loop_dump_stream,
2549                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2550                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2551               }
2552             break;
2553
2554           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2555             if (current_loop == -1)
2556               abort ();
2557
2558             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2559             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2560             break;
2561
2562           default:
2563             break;
2564           }
2565
2566       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2567          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2568       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2569     }
2570
2571   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2572      because it can be jumped into from anywhere.  */
2573
2574   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2575     {
2576       int loop_num;
2577
2578       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2579            loop_num != -1;
2580            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2581         loop_invalid[loop_num] = 1;
2582     }
2583
2584   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2585      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2586
2587   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2588     {
2589       int loop_num;
2590
2591       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2592            loop_num != -1;
2593            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2594         loop_invalid[loop_num] = 1;
2595     }
2596
2597   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2598      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2599      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2600      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2601      anywhere.
2602
2603      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2604      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2605      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2606      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2607      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2608      possible second cse pass.  */
2609
2610   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2611     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2612       {
2613         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2614
2615         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2616           {
2617             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2618             if (note)
2619               {
2620                 int loop_num;
2621
2622                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2623                      loop_num != -1;
2624                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2625                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2626               }
2627           }
2628
2629         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2630           continue;
2631
2632         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2633
2634         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2635         if (this_loop_num != -1
2636             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2637                 || (simplejump_p (insn)
2638                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2639                         != this_loop_num)))
2640             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2641           {
2642             rtx p;
2643             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2644             int dest_loop;
2645             int outer_loop = -1;
2646
2647             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2648                or a JUMP_INSN.  */
2649             for (p = PREV_INSN (insn);
2650                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2651                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2652                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2653                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2654                  p = PREV_INSN (p))
2655               ;
2656
2657             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2658                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2659
2660             if (JUMP_LABEL (insn))
2661               {
2662                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2663                 if (dest_loop != -1)
2664                   {
2665                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2666                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2667                       if (outer_loop == this_loop_num)
2668                         break;
2669                   }
2670               }
2671
2672             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2673
2674             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2675                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2676               outer_loop = this_loop_num;
2677
2678             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2679                we have a block of code to try to move.
2680
2681                We look backward and then forward from the target of INSN
2682                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2683                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2684                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2685                and move the block of code to the spot we found.  */
2686
2687             if (outer_loop == -1
2688                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2689                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2690                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2691                    These always indicate compilation errors.  */
2692                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2693                 && condjump_p (p)
2694                 && ! simplejump_p (p)
2695                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2696               {
2697                 rtx target
2698                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2699                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2700                 rtx loc;
2701
2702                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2703                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2704                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2705                     break;
2706
2707                 if (loc == 0)
2708                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2709                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2710                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2711                       break;
2712
2713                 if (loc)
2714                   {
2715                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2716                     rtx new_label = get_label_after (p);
2717
2718                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2719                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2720
2721                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2722                        we can invert P.  */
2723                    if (invert_jump (p, new_label))
2724                      {
2725                        rtx q, r;
2726
2727                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2728                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2729                           path, we'll need to insert an jump around our block
2730                           and a add a BARRIER before TARGET.
2731
2732                           This creates an extra unconditional jump outside
2733                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2734                           executed instructions from inside the loop usually
2735                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2736                           outside the loop.  */
2737                        if (loc == 0)
2738                          {
2739                            rtx temp;
2740
2741                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2742                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2743                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2744                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2745                            loc = emit_barrier_before (target);
2746                          }
2747
2748                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2749                           block after LOC.  */
2750                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2751                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2752
2753                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2754                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2755                             q = NEXT_INSN (q))
2756                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2757
2758                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2759                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2760                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2761                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2762                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2763                        if (JUMP_LABEL (insn))
2764                          {
2765                            int loop_num;
2766
2767                            for (q = 0,
2768                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2769                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2770                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2771                                {
2772                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2773                                  if (q)
2774                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2775                                  else
2776                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2777                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2778                                  break;
2779                                }
2780
2781                            for (loop_num = this_loop_num;
2782                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2783                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2784                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2785
2786                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2787                            if (! r)
2788                              abort ();
2789                          }
2790
2791                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2792                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2793                           The easiest way to do this is to just call
2794                           mark_loop_jump again for P.  */
2795                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2796
2797                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2798                           delete INSN.  */
2799                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2800                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2801                                == next_real_insn (insn)))
2802                          delete_insn (insn);
2803                      }
2804
2805                     /* Continue the loop after where the conditional
2806                        branch used to jump, since the only branch insn
2807                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2808                        branch and hence needs no processing.  */
2809                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2810
2811                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2812                       delete_insn (cond_label);
2813
2814                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2815                     insn = PREV_INSN (insn);
2816                   }
2817               }
2818           }
2819       }
2820 }
2821
2822 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2823    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2824
2825    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2826
2827 static void
2828 mark_loop_jump (x, loop_num)
2829      rtx x;
2830      int loop_num;
2831 {
2832   int dest_loop;
2833   int outer_loop;
2834   int i;
2835
2836   switch (GET_CODE (x))
2837     {
2838     case PC:
2839     case USE:
2840     case CLOBBER:
2841     case REG:
2842     case MEM:
2843     case CONST_INT:
2844     case CONST_DOUBLE:
2845     case RETURN:
2846       return;
2847
2848     case CONST:
2849       /* There could be a label reference in here.  */
2850       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2851       return;
2852
2853     case PLUS:
2854     case MINUS:
2855     case MULT:
2856       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2857       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2858       return;
2859
2860     case SIGN_EXTEND:
2861     case ZERO_EXTEND:
2862       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2863       return;
2864
2865     case LABEL_REF:
2866       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2867
2868       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2869          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2870          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2871          false.  */
2872
2873       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
2874          since this does not count as a loop exit.  */
2875       if (dest_loop != -1)
2876         {
2877           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2878                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2879             if (outer_loop == loop_num)
2880               break;
2881         }
2882       else
2883         outer_loop = -1;
2884
2885       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
2886         {
2887           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
2888           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
2889           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2890
2891           for (outer_loop = loop_num;
2892                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
2893                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2894             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
2895         }
2896
2897       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
2898          by it, it invalidates at least one loop.  */
2899
2900       if (dest_loop == -1)
2901         return;
2902
2903       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
2904          label, except those that also contain the jump insn.  */
2905
2906       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
2907         {
2908           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
2909           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2910                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2911             if (dest_loop == outer_loop)
2912               return;
2913
2914           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
2915           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
2916             fprintf (loop_dump_stream,
2917                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
2918                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
2919           
2920           loop_invalid[dest_loop] = 1;
2921         }
2922       return;
2923
2924     case SET:
2925       /* If this is not setting pc, ignore.  */
2926       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
2927         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
2928       return;
2929
2930     case IF_THEN_ELSE:
2931       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2932       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
2933       return;
2934
2935     case PARALLEL:
2936     case ADDR_VEC:
2937       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
2938         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
2939       return;
2940
2941     case ADDR_DIFF_VEC:
2942       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
2943         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
2944       return;
2945
2946     default:
2947       /* Treat anything else (such as a symbol_ref)
2948          as a branch out of this loop, but not into any loop.  */
2949
2950       if (loop_num != -1)
2951         {
2952 #ifdef HAIFA
2953           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
2954           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
2955 #endif  /* HAIFA */
2956
2957           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2958
2959           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2960                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2961             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
2962         }
2963       return;
2964     }
2965 }
2966 \f
2967 /* Return nonzero if there is a label in the range from
2968    insn INSN to and including the insn whose luid is END
2969    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
2970    been previously created by loop.c).  */
2971
2972 static int
2973 labels_in_range_p (insn, end)
2974      rtx insn;
2975      int end;
2976 {
2977   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
2978     {
2979       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
2980         return 1;
2981       insn = NEXT_INSN (insn);
2982     }
2983
2984   return 0;
2985 }
2986
2987 /* Record that a memory reference X is being set.  */
2988
2989 static void
2990 note_addr_stored (x, y)
2991      rtx x;
2992      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
2993 {
2994   register int i;
2995
2996   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
2997     return;
2998
2999   /* Count number of memory writes.
3000      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3001   num_mem_sets++;
3002
3003   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3004   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3005     unknown_address_altered = 1;
3006
3007   if (unknown_address_altered)
3008     return;
3009
3010   for (i = 0; i < loop_store_mems_idx; i++)
3011     if (rtx_equal_p (XEXP (loop_store_mems[i], 0), XEXP (x, 0))
3012         && MEM_IN_STRUCT_P (x) == MEM_IN_STRUCT_P (loop_store_mems[i]))
3013       {
3014         /* We are storing at the same address as previously noted.  Save the
3015            wider reference.  */
3016         if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x))
3017             > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_store_mems[i])))
3018           loop_store_mems[i] = x;
3019         break;
3020       }
3021
3022   if (i == NUM_STORES)
3023     unknown_address_altered = 1;
3024
3025   else if (i == loop_store_mems_idx)
3026     loop_store_mems[loop_store_mems_idx++] = x;
3027 }
3028 \f
3029 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3030
3031    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3032
3033    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3034    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3035    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3036
3037 int
3038 invariant_p (x)
3039      register rtx x;
3040 {
3041   register int i;
3042   register enum rtx_code code;
3043   register char *fmt;
3044   int conditional = 0;
3045
3046   if (x == 0)
3047     return 1;
3048   code = GET_CODE (x);
3049   switch (code)
3050     {
3051     case CONST_INT:
3052     case CONST_DOUBLE:
3053     case SYMBOL_REF:
3054     case CONST:
3055       return 1;
3056
3057     case LABEL_REF:
3058       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3059          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3060          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3061          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3062          the address of this label into a register might get moved outside
3063          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3064
3065          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3066          labels.  */
3067       if (flag_unroll_loops)
3068         return 0;
3069       else
3070         return 1;
3071
3072     case PC:
3073     case CC0:
3074     case UNSPEC_VOLATILE:
3075       return 0;
3076
3077     case REG:
3078       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3079          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3080
3081       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3082            || x == arg_pointer_rtx)
3083           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3084         return 1;
3085
3086       if (loop_has_call
3087           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3088         return 0;
3089
3090       if (n_times_set[REGNO (x)] < 0)
3091         return 2;
3092
3093       return n_times_set[REGNO (x)] == 0;
3094
3095     case MEM:
3096       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3097          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3098          will be rejected also.  */
3099       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3100         return 0;
3101
3102       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3103          invariant if their address is.  */
3104       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3105         break;
3106
3107       /* If we filled the table (or had a subroutine call), any location
3108          in memory could have been clobbered.  */
3109       if (unknown_address_altered)
3110         return 0;
3111
3112       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3113       for (i = loop_store_mems_idx - 1; i >= 0; i--)
3114         if (true_dependence (loop_store_mems[i], VOIDmode, x, rtx_varies_p))
3115           return 0;
3116
3117       /* It's not invalidated by a store in memory
3118          but we must still verify the address is invariant.  */
3119       break;
3120
3121     case ASM_OPERANDS:
3122       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3123       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3124         return 0;
3125       break;
3126       
3127     default:
3128       break;
3129     }
3130
3131   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3132   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3133     {
3134       if (fmt[i] == 'e')
3135         {
3136           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3137           if (tem == 0)
3138             return 0;
3139           if (tem == 2)
3140             conditional = 1;
3141         }
3142       else if (fmt[i] == 'E')
3143         {
3144           register int j;
3145           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3146             {
3147               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3148               if (tem == 0)
3149                 return 0;
3150               if (tem == 2)
3151                 conditional = 1;
3152             }
3153
3154         }
3155     }
3156
3157   return 1 + conditional;
3158 }
3159
3160 \f
3161 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3162    are INSN and the immediately following insns,
3163    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3164    (not counting uses of REG in them).
3165
3166    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3167
3168    We assume that INSN itself is the first set of REG
3169    and that its source is invariant.  */
3170
3171 static int
3172 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3173      int n_sets;
3174      rtx reg, insn;
3175 {
3176   register rtx p = insn;
3177   register int regno = REGNO (reg);
3178   rtx temp;
3179   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3180   int count = n_sets - 1;
3181   int old = n_times_set[regno];
3182   int value = 0;
3183   int this;
3184
3185   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3186   if (n_sets == 127)
3187     return 0;
3188
3189   n_times_set[regno] = 0;
3190
3191   while (count > 0)
3192     {
3193       register enum rtx_code code;
3194       rtx set;
3195
3196       p = NEXT_INSN (p);
3197       code = GET_CODE (p);
3198
3199       /* If library call, skip to end of it.  */
3200       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3201         p = XEXP (temp, 0);
3202
3203       this = 0;
3204       if (code == INSN
3205           && (set = single_set (p))
3206           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3207           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3208         {
3209           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3210           if (this != 0)
3211             value |= this;
3212           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3213             {
3214               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3215                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3216                  notes are OK.  */
3217               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3218                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3219                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3220               if (this != 0)
3221                 value |= this;
3222             }
3223         }
3224       if (this != 0)
3225         count--;
3226       else if (code != NOTE)
3227         {
3228           n_times_set[regno] = old;
3229           return 0;
3230         }
3231     }
3232
3233   n_times_set[regno] = old;
3234   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3235   return 1 + (value & 2);
3236 }
3237
3238 #if 0
3239 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3240    to be moved, so we no longer test it.  */
3241
3242 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3243    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3244
3245 static int
3246 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3247      rtx reg, insn;
3248      short *table;
3249 {
3250   register rtx p = insn;
3251   register int regno = REGNO (reg);
3252
3253   while (1)
3254     {
3255       register enum rtx_code code;
3256       p = NEXT_INSN (p);
3257       code = GET_CODE (p);
3258       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3259         return 1;
3260       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3261           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3262           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3263         {
3264           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3265             return 0;
3266         }
3267     }
3268 }
3269 #endif /* 0 */
3270 \f
3271 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3272    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3273    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3274
3275 static void
3276 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3277      rtx insn;
3278      rtx x;
3279      rtx *usage;
3280 {
3281   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3282   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3283   int i, j;
3284
3285   if (code == REG)
3286     usage[REGNO (x)]
3287       = (usage[REGNO (x)] != 0 && usage[REGNO (x)] != insn)
3288         ? const0_rtx : insn;
3289
3290   else if (code == SET)
3291     {
3292       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3293          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3294          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
3295          for it.  */
3296       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3297         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3298       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3299     }
3300   else
3301     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3302       {
3303         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3304           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3305         else if (fmt[i] == 'E')
3306           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3307             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3308       }
3309 }
3310 \f
3311 /* Increment N_TIMES_SET at the index of each register
3312    that is modified by an insn between FROM and TO.
3313    If the value of an element of N_TIMES_SET becomes 127 or more,
3314    stop incrementing it, to avoid overflow.
3315
3316    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3317    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3318    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3319    in which case this processing is not done.
3320
3321    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3322    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3323
3324 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3325    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3326
3327 static void
3328 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3329      register rtx from, to;
3330      char *may_not_move;
3331      rtx *single_usage;
3332      int *count_ptr;
3333      int nregs;
3334 {
3335   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3336   register rtx insn;
3337   register int count = 0;
3338   register rtx dest;
3339
3340   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3341   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3342     {
3343       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3344         {
3345           ++count;
3346
3347           /* If requested, record registers that have exactly one use.  */
3348           if (single_usage)
3349             {
3350               find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3351
3352               /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3353               if (REG_NOTES (insn))
3354                 find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3355             }
3356
3357           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
3358               && GET_CODE (XEXP (PATTERN (insn), 0)) == REG)
3359             /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3360                We might do so sometimes, but it's not worth the pain.  */
3361             may_not_move[REGNO (XEXP (PATTERN (insn), 0))] = 1;
3362
3363           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3364               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3365             {
3366               dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3367               while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3368                      || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3369                      || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3370                      || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3371                 dest = XEXP (dest, 0);
3372               if (GET_CODE (dest) == REG)
3373                 {
3374                   register int regno = REGNO (dest);
3375                   /* If this is the first setting of this reg
3376                      in current basic block, and it was set before,
3377                      it must be set in two basic blocks, so it cannot
3378                      be moved out of the loop.  */
3379                   if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
3380                     may_not_move[regno] = 1;
3381                   /* If this is not first setting in current basic block,
3382                      see if reg was used in between previous one and this.
3383                      If so, neither one can be moved.  */
3384                   if (last_set[regno] != 0
3385                       && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3386                     may_not_move[regno] = 1;
3387                   if (n_times_set[regno] < 127)
3388                     ++n_times_set[regno];
3389                   last_set[regno] = insn;
3390                 }
3391             }
3392           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3393             {
3394               register int i;
3395               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3396                 {
3397                   register rtx x = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
3398                   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3399                     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3400                        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3401                     may_not_move[REGNO (XEXP (x, 0))] = 1;
3402
3403                   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3404                     {
3405                       dest = SET_DEST (x);
3406                       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3407                              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3408                              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3409                              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3410                         dest = XEXP (dest, 0);
3411                       if (GET_CODE (dest) == REG)
3412                         {
3413                           register int regno = REGNO (dest);
3414                           if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
3415                             may_not_move[regno] = 1;
3416                           if (last_set[regno] != 0
3417                               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3418                             may_not_move[regno] = 1;
3419                           if (n_times_set[regno] < 127)
3420                             ++n_times_set[regno];
3421                           last_set[regno] = insn;
3422                         }
3423                     }
3424                 }
3425             }
3426         }
3427
3428       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3429         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3430     }
3431   *count_ptr = count;
3432 }
3433 \f
3434 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3435    and that is entered at SCAN_START,
3436    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3437    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3438    from the loop entry point.
3439
3440    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3441    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3442    from an inner loop past two loops.  */
3443
3444 static int
3445 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3446      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3447 {
3448   rtx reg = SET_DEST (set);
3449   rtx p;
3450
3451   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3452      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3453   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3454     {
3455       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3456           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3457         return 1;
3458
3459       if (p == loop_end)
3460         p = loop_start;
3461     }
3462
3463   return 0;
3464 }
3465 \f
3466 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3467    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3468 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3469    value is a linear function of a biv.  */
3470
3471 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3472    Givs by `general_induction_var'.  */
3473
3474 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3475    induction variable, and if so what type.  */
3476
3477 enum iv_mode *reg_iv_type;
3478
3479 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3480    if register is an induction variable.  This holds general info for
3481    all induction variables.  */
3482
3483 struct induction **reg_iv_info;
3484
3485 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3486    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3487    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3488    to.  */
3489
3490 struct iv_class **reg_biv_class;
3491
3492 /* The head of a list which links together (via the next field)
3493    every iv class for the current loop.  */
3494
3495 struct iv_class *loop_iv_list;
3496
3497 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3498
3499 static rtx note_insn;
3500
3501 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3502
3503 static rtx addr_placeholder;
3504
3505 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3506    for the strength reduction code.  */
3507
3508 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3509    bivs, may cause problems.  */
3510
3511 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3512    performance problems.
3513
3514    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3515    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3516    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3517    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3518    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3519    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3520
3521 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3522    positive.  */
3523
3524 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3525    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3526    e.g. the VAX acb insn.  */
3527
3528 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3529    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3530    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3531 \f
3532 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  
3533
3534    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3535    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3536    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3537    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3538    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds. 
3539    
3540    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3541    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3542    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3543    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.  */
3544
3545 static void
3546 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3547                  loop_start, loop_end, unroll_p)
3548      rtx scan_start;
3549      rtx end;
3550      rtx loop_top;
3551      int insn_count;
3552      rtx loop_start;
3553      rtx loop_end;
3554      int unroll_p;
3555 {
3556   rtx p;
3557   rtx set;
3558   rtx inc_val;
3559   rtx mult_val;
3560   rtx dest_reg;
3561   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3562      iteration.  */
3563   int not_every_iteration = 0;
3564   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3565      loop iteration.  */
3566   int maybe_multiple = 0;
3567   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3568   struct iv_class *bl, **backbl;
3569   /* Ratio of extra register life span we can justify
3570      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3571      since in that case saving an insn makes more difference
3572      and more registers are available.  */
3573   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3574   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3575   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3576   rtx *reg_map;
3577   int call_seen;
3578   rtx test;
3579   rtx end_insert_before;
3580   int loop_depth = 0;
3581
3582   reg_iv_type = (enum iv_mode *) alloca (max_reg_before_loop
3583                                          * sizeof (enum iv_mode *));
3584   bzero ((char *) reg_iv_type, max_reg_before_loop * sizeof (enum iv_mode *));
3585   reg_iv_info = (struct induction **)
3586     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct induction *));
3587   bzero ((char *) reg_iv_info, (max_reg_before_loop
3588                                 * sizeof (struct induction *)));
3589   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3590     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3591   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3592                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3593
3594   loop_iv_list = 0;
3595   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3596
3597   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3598      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3599      order (i.e. loop order). 
3600
3601      If loop_end is the end of the current function, then emit a 
3602      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3603      dummy note insn.  */
3604   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3605     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3606   else
3607     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3608
3609   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3610
3611   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3612        p != NULL_RTX;
3613        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3614     {
3615       if (GET_CODE (p) == INSN
3616           && (set = single_set (p))
3617           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3618         {
3619           dest_reg = SET_DEST (set);
3620           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3621               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3622               && reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] != NOT_BASIC_INDUCT)
3623             {
3624               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3625                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val))
3626                 {
3627                   /* It is a possible basic induction variable.
3628                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3629
3630                   struct induction *v
3631                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3632
3633                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val,
3634                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3635                   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = BASIC_INDUCT;
3636                 }
3637               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3638                 reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = NOT_BASIC_INDUCT;
3639             }
3640         }
3641
3642       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3643          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3644          jump insn between here and the end of the loop either
3645          returns, exits the loop, is a forward jump, or is a jump
3646          to the loop start.  */
3647
3648       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3649         {
3650           rtx insn = p;
3651
3652           maybe_multiple = 0;
3653
3654           while (1)
3655             {
3656               insn = NEXT_INSN (insn);
3657               if (insn == scan_start)
3658                 break;
3659               if (insn == end)
3660                 {
3661                   if (loop_top != 0)
3662                     insn = loop_top;
3663                   else
3664                     break;
3665                   if (insn == scan_start)
3666                     break;
3667                 }
3668
3669               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3670                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3671                   && (! condjump_p (insn)
3672                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3673                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3674                           && (INSN_UID (JUMP_LABEL (insn)) >= max_uid_for_loop
3675                               || INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop
3676                               || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (insn))
3677                                   < INSN_LUID (insn))))))
3678                 {
3679                   maybe_multiple = 1;
3680                   break;
3681                 }
3682             }
3683         }
3684
3685       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3686          on whether they will be executed during each iteration.  */
3687       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3688          code in scan_loop.  */
3689       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3690           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3691              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3692              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3693              will be executed if the loop is executed.  */
3694           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3695                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3696                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3697         {
3698           rtx label = 0;
3699
3700           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3701              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3702              loop_number_exits_labels list.  */
3703              
3704           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3705                label;
3706                label = LABEL_NEXTREF (label))
3707             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3708               break;
3709
3710           if (! label)
3711             not_every_iteration = 1;
3712         }
3713
3714       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3715         {
3716           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3717              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3718              even though the exit code has been duplicated.  */
3719           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
3720             not_every_iteration = 0;
3721           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3722             loop_depth++;
3723           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3724             loop_depth--;
3725         }
3726
3727       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3728          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3729          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3730          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3731
3732          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3733          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3734          will be executed each iteration.  */
3735
3736       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3737           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3738         not_every_iteration = 0;
3739     }
3740
3741   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3742      Make a sanity check against n_times_set.  */
3743   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3744     {
3745       if (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3746           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3747           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3748           || n_times_set[bl->regno] != bl->biv_count
3749           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3750              move.  So leave it alone.  */
3751           || ! bl->incremented)
3752         {
3753           if (loop_dump_stream)
3754             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3755                      bl->regno,
3756                      (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3757                       ? "not induction variable"
3758                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3759                          : "count error")));
3760           
3761           reg_iv_type[bl->regno] = NOT_BASIC_INDUCT;
3762           *backbl = bl->next;
3763         }
3764       else
3765         {
3766           backbl = &bl->next;
3767
3768           if (loop_dump_stream)
3769             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3770         }
3771     }
3772
3773   /* Exit if there are no bivs.  */
3774   if (! loop_iv_list)
3775     {
3776       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3777          strength reduction info available.  */
3778       if (unroll_p)
3779         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 0);
3780
3781       return;
3782     }
3783
3784   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3785      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3786
3787   call_seen = 0;
3788   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3789     {
3790       note_insn = p;
3791
3792       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3793         call_seen = 1;
3794
3795       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3796           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3797         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3798
3799       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3800          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3801          constants and registers and only certain of those.  */
3802       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3803           && JUMP_LABEL (p) != 0
3804           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3805           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3806           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3807           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3808           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3809           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3810           && bl->init_insn == 0)
3811         {
3812           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3813           if (GET_CODE (test) == NE)
3814             {
3815               bl->init_insn = p;
3816               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3817                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3818             }
3819           else
3820             bl->initial_test = test;
3821         }
3822     }
3823
3824   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3825      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3826      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3827   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3828     {
3829       rtx src;
3830       rtx note;
3831
3832       if (! bl->init_insn)
3833         continue;
3834
3835       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3836          is a constant, use the value of that.  */
3837       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3838            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3839           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3840               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3841         src = XEXP (note, 0);
3842       else
3843         src = SET_SRC (bl->init_set);
3844
3845       if (loop_dump_stream)
3846         fprintf (loop_dump_stream,
3847                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3848                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3849
3850       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3851            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3852           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3853         {
3854           bl->initial_value = src;
3855
3856           if (loop_dump_stream)
3857             {
3858               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3859                 {
3860                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
3861                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
3862                 }
3863               else
3864                 {
3865                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3866                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3867                 }
3868             }
3869         }
3870       else
3871         {
3872           /* Biv initial value is not simple move,
3873              so let it keep initial value of "itself".  */
3874
3875           if (loop_dump_stream)
3876             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
3877         }
3878     }
3879
3880   /* Search the loop for general induction variables.  */
3881
3882   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
3883      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
3884
3885   not_every_iteration = 0;
3886   loop_depth = 0;
3887   p = scan_start;
3888   while (1)
3889     {
3890       p = NEXT_INSN (p);
3891       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3892          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3893       if (p == scan_start)
3894         break;
3895       if (p == end)
3896         {
3897           if (loop_top != 0)
3898             p = loop_top;
3899           else
3900             break;
3901           if (p == scan_start)
3902             break;
3903         }
3904
3905       /* Look for a general induction variable in a register.  */
3906       if (GET_CODE (p) == INSN
3907           && (set = single_set (p))
3908           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3909           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
3910         {
3911           rtx src_reg;
3912           rtx add_val;
3913           rtx mult_val;
3914           int benefit;
3915           rtx regnote = 0;
3916
3917           dest_reg = SET_DEST (set);
3918           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3919             continue;
3920
3921           if (/* SET_SRC is a giv.  */
3922               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
3923                                       &mult_val, 0, &benefit)
3924                /* Equivalent expression is a giv.  */
3925                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
3926                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
3927                                              &add_val, &mult_val, 0,
3928                                              &benefit)))
3929               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
3930                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
3931               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3932               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
3933               && dest_reg != src_reg
3934               /* This must be the only place where the register is set.  */
3935               && (n_times_set[REGNO (dest_reg)] == 1
3936                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
3937                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
3938                                                  src_reg, dest_reg,
3939                                                  &add_val, &mult_val))))
3940             {
3941               int count;
3942               struct induction *v
3943                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3944               rtx temp;
3945
3946               /* If this is a library call, increase benefit.  */
3947               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
3948                 benefit += libcall_benefit (p);
3949
3950               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
3951               for (count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
3952                    count > 0; count--)
3953                 {
3954                   /* If first insn of libcall sequence, skip to end.
3955                      Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
3956                      be an insn here.  */
3957                   if (GET_CODE (p) != NOTE
3958                       && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3959                     p = XEXP (temp, 0);
3960
3961                   do p = NEXT_INSN (p);
3962                   while (GET_CODE (p) == NOTE);
3963                 }
3964
3965               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
3966                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
3967                           loop_end);
3968
3969             }
3970         }
3971
3972 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
3973       /* Look for givs which are memory addresses.  */
3974       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
3975          still does.  */
3976       if (GET_CODE (p) == INSN)
3977         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
3978                        loop_end);
3979 #endif
3980
3981       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
3982          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
3983       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3984         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3985         update_giv_derive (p);
3986
3987       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3988          on whether they will be executed during each iteration.  */
3989       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3990          code in scan_loop.  */
3991       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3992           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3993              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3994              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3995              will be executed if the loop is executed.  */
3996           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3997                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3998                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3999         {
4000           rtx label = 0;
4001
4002           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4003              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4004              loop_number_exits_labels list.  */
4005              
4006           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4007                label;
4008                label = LABEL_NEXTREF (label))
4009             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4010               break;
4011
4012           if (! label)
4013             not_every_iteration = 1;
4014         }
4015
4016       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4017         {
4018           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4019              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4020              even though the exit code has been duplicated.  */
4021           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
4022             not_every_iteration = 0;
4023           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4024             loop_depth++;
4025           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4026             loop_depth--;
4027         }
4028
4029       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4030          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4031          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4032          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4033
4034          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4035          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4036          will be executed each iteration.  */
4037
4038       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4039           && no_labels_between_p (p, loop_end))
4040         not_every_iteration = 0;
4041     }
4042
4043   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4044      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4045      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4046      fail if the iteration variable is a giv.  */
4047
4048   loop_n_iterations = loop_iterations (loop_start, loop_end);
4049
4050   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4051      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4052      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4053      so that final_giv_value will work correctly.  */
4054
4055   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4056     {
4057       struct induction *v;
4058
4059       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4060         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4061           check_final_value (v, loop_start, loop_end);
4062     }
4063
4064   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4065      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4066      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4067   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start);
4068
4069 #ifdef HAIFA
4070   /* record loop-variables relevant for BCT optimization before unrolling
4071      the loop.  Unrolling may update part of this information, and the
4072      correct data will be used for generating the BCT.  */
4073 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
4074   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
4075     analyze_loop_iterations (loop_start, loop_end);
4076 #endif
4077 #endif  /* HAIFA */
4078
4079   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.  */
4080   reg_map = (rtx *) alloca (max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
4081   bzero ((char *) reg_map, max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
4082
4083   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4084      variable elimination.  */
4085
4086   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4087     {
4088       struct induction *v;
4089       int benefit;
4090       int all_reduced;
4091       rtx final_value = 0;
4092
4093       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4094          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4095          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4096          what its final value will be.
4097
4098          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4099          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4100          this biv.  */
4101
4102       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4103          We aren't concerned with any uses of the biv between
4104          init_insn and loop_start since these won't be affected
4105          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4106          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4107          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4108
4109       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4110            && bl->init_insn
4111            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4112            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4113 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4114            && ! bl->nonneg
4115 #endif
4116            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4117           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end))
4118 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4119               && ! bl->nonneg
4120 #endif
4121               ))
4122         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4123                                               threshold, insn_count);
4124       else
4125         {
4126           if (loop_dump_stream)
4127             {
4128               fprintf (loop_dump_stream,
4129                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4130                        bl->regno);
4131               fprintf (loop_dump_stream,
4132                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4133                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4134                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4135             }
4136         }
4137
4138       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4139       combine_givs (bl);
4140
4141       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4142          biv have been strength reduced.
4143          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4144       all_reduced = 1;
4145
4146       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4147          it.  Skip giv's combined with others.  */
4148       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4149         {
4150           struct induction *tv;
4151
4152           if (v->ignore || v->same)
4153             continue;
4154
4155           benefit = v->benefit;
4156
4157           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4158              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4159              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4160              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4161              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4162              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4163              a cost.  Similar situations exist.  */
4164           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4165              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4166              be necessary.  */
4167           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4168               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4169             benefit -= copy_cost;
4170
4171           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4172              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4173           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4174
4175           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4176              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4177              This decision can be made independently for each giv.  */
4178
4179 #ifdef AUTO_INC_DEC
4180           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4181              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4182              add_cost that was done above).  */
4183           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4184               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4185             {
4186 #if defined (HAVE_POST_INCREMENT) || defined (HAVE_PRE_INCREMENT)
4187               if (INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4188                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4189 #endif
4190 #if defined (HAVE_POST_DECREMENT) || defined (HAVE_PRE_DECREMENT)
4191               if (-INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4192                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4193 #endif
4194             }
4195 #endif
4196
4197           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4198              flag, and clear all_reduced.  */
4199
4200           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4201              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4202              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4203              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4204              exit.  */
4205
4206           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4207               && ! bl->reversed )
4208             {
4209               if (loop_dump_stream)
4210                 fprintf (loop_dump_stream,
4211                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4212                          INSN_UID (v->insn),
4213                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4214               v->ignore = 1;
4215               all_reduced = 0;
4216             }
4217           else
4218             {
4219               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4220                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4221
4222               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4223                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4224                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4225                   {
4226                     if (loop_dump_stream)
4227                       fprintf (loop_dump_stream,
4228                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4229                                INSN_UID (v->insn));
4230                     v->ignore = 1;
4231                     all_reduced = 0;
4232                     break;
4233                   }
4234             }
4235         }
4236
4237       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4238
4239       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4240         {
4241           struct induction *tv;
4242           if (! v->ignore && v->same == 0)
4243             {
4244               int auto_inc_opt = 0;
4245
4246               v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4247
4248 #ifdef AUTO_INC_DEC
4249               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4250                  this is an address giv, then try to put the increment
4251                  immediately after its use, so that flow can create an
4252                  auto-increment addressing mode.  */
4253               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4254                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4255                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4256                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4257                   && ! bl->reversed
4258                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4259                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4260                 {
4261                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4262                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4263                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4264
4265                      We simplify this by looking for the common case where
4266                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4267                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4268                      increment occurs after the address giv, then we can
4269                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4270                      would have to go before other_giv, and we would not be
4271                      able to combine it with the address giv to get an
4272                      auto-inc address.)  */
4273                   if (v->combined_with)
4274                     {
4275                       struct induction *other_giv = 0;
4276
4277                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4278                         if (tv->same == v)
4279                           {
4280                             if (other_giv)
4281                               break;
4282                             else
4283                               other_giv = tv;
4284                           }
4285                       if (! tv && other_giv
4286                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4287                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4288                               == INSN_UID (v->insn))
4289                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4290                         auto_inc_opt = 1;
4291                     }
4292                   /* Check for case where increment is before the address
4293                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4294                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4295                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4296                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4297                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4298                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4299                                && (INSN_LUID (scan_start)
4300                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4301                     auto_inc_opt = -1;
4302                   else
4303                     auto_inc_opt = 1;
4304
4305 #ifdef HAVE_cc0
4306                   {
4307                     rtx prev;
4308
4309                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4310                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4311                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4312                         || (auto_inc_opt == -1
4313                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4314                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4315                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4316                       auto_inc_opt = 0;
4317                   }
4318 #endif
4319
4320                   if (auto_inc_opt)
4321                     v->auto_inc_opt = 1;
4322                 }
4323 #endif
4324
4325               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4326                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4327               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4328                 {
4329                   rtx insert_before;
4330
4331                   if (! auto_inc_opt)
4332                     insert_before = tv->insn;
4333                   else if (auto_inc_opt == 1)
4334                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4335                   else
4336                     insert_before = v->insn;
4337
4338                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4339                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4340                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4341                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4342                     /* A multiply is acceptable here
4343                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4344                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4345                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4346                 }
4347
4348               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4349
4350               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4351                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4352             }
4353         }
4354
4355       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4356          as not reduced.
4357          
4358          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4359          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4360          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".
4361
4362          Also check for givs whose first use is their definition and whose
4363          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4364          dead and should not be used to eliminate a biv.  */
4365       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4366         {
4367           if (v->same && v->same->ignore)
4368             v->ignore = 1;
4369
4370           if (v->ignore)
4371             continue;
4372
4373           if (v->giv_type == DEST_REG
4374               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4375             {
4376               struct induction *v1;
4377
4378               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4379                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4380                   v->maybe_dead = 1;
4381             }
4382
4383           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4384              replaced.  */
4385           if (v->same)
4386             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4387                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4388
4389           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4390             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4391                this giv.  */
4392             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4393           else if (v->replaceable)
4394             {
4395               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4396
4397 #if 0
4398               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4399                  this is unnecessary now?  */
4400
4401               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4402                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4403
4404                  However, especially when unrolling loops, the special
4405                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4406                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4407                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4408                  We can not delete the original insn, since it may be part
4409                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4410                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4411               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4412                                v->insn);
4413 #endif
4414             }
4415           else
4416             {
4417               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4418                  the reduced giv, same as above.  */
4419               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4420                                v->insn);
4421             }
4422
4423           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4424              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4425              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4426              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4427              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4428           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4429             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4430                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4431           else if (v->final_value)
4432             {
4433               rtx insert_before;
4434
4435               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4436                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4437                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4438                  since this is slightly more efficient.  */
4439               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4440                 insert_before = loop_start;
4441               else
4442                 insert_before = end_insert_before;
4443               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4444                                 insert_before);
4445
4446 #if 0
4447               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4448                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4449                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4450                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4451                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4452                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4453                  matter that the original insn remains because it is dead
4454                  anyways.  */
4455               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4456                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4457               delete_insn (v->insn);
4458 #endif
4459             }
4460
4461           if (loop_dump_stream)
4462             {
4463               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4464                        INSN_UID (v->insn));
4465               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4466               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4467             }
4468         }
4469
4470       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4471          merit it.  */
4472
4473       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4474          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4475          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4476          combined with.
4477
4478          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4479          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4480          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4481          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4482          used from the simpler giv.  */
4483
4484       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4485         if (! v->maybe_dead && v->same)
4486           v->same->maybe_dead = 0;
4487
4488       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4489          This won't work if ! all_reduced,
4490          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4491
4492          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
4493          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
4494          be used as a biv replacement.  
4495
4496          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4497          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4498          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
4499          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4500          replace it with a compare with a constant will fail.
4501
4502          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4503          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4504          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4505
4506       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
4507           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
4508                                   threshold, insn_count))
4509
4510         {
4511           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4512              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4513              we might want to rewrite it also.  This way some later
4514              pass has more hope of removing the initialization of this
4515              biv entirely.  */
4516
4517           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4518              and we must emit an insn to set it just in case.
4519
4520              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
4521              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
4522              proper final value for such a biv here anyways.  */
4523           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
4524             {
4525               rtx insert_before;
4526
4527               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4528                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4529                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
4530                  loop, since this is slightly more efficient.  */
4531               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4532                 insert_before = loop_start;
4533               else
4534                 insert_before = end_insert_before;
4535
4536               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
4537                                 end_insert_before);
4538             }
4539
4540 #if 0
4541           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
4542              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
4543              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
4544           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
4545              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
4546              will only succeed when there are multiple exits if the biv
4547              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
4548              insn remains, because it is dead anyways.  */
4549           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
4550             delete_insn (v->insn);
4551 #endif
4552
4553           if (loop_dump_stream)
4554             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
4555                      bl->regno);
4556         }
4557     }
4558
4559   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
4560      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
4561
4562   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
4563     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4564         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4565       {
4566         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
4567         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
4568         INSN_CODE (p) = -1;
4569       }
4570
4571   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
4572      induction variable information that strength_reduce has already
4573      collected.  */
4574   
4575   if (unroll_p)
4576     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 1);
4577
4578 #ifdef HAIFA
4579   /* instrument the loop with bct insn */
4580 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
4581   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
4582     insert_bct (loop_start, loop_end);
4583 #endif
4584 #endif  /* HAIFA */
4585
4586   if (loop_dump_stream)
4587     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4588 }
4589 \f
4590 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
4591    compared against in an initial test).
4592
4593    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
4594    the current insn and the start of the loop.
4595
4596    INSN is the insn containing X.  */
4597
4598 static int
4599 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
4600      rtx x;
4601      rtx insn;
4602      int call_seen;
4603      rtx loop_start;
4604 {
4605   if (CONSTANT_P (x))
4606     return 1;
4607
4608   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
4609      we know.  */
4610   if (GET_CODE (x) != REG
4611       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
4612     return 0;
4613
4614   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
4615      some machines, don't use any hard registers at all.  */
4616   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
4617       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
4618           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
4619     return 0;
4620
4621   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
4622      loop.  */
4623   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
4624     return 0;
4625
4626   return 1;
4627 }
4628 \f
4629 /* Scan X for memory refs and check each memory address
4630    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
4631    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
4632    every loop iteration.  */
4633
4634 static void
4635 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
4636      rtx x;
4637      rtx insn;
4638      int not_every_iteration;
4639      rtx loop_start, loop_end;
4640 {
4641   register int i, j;
4642   register enum rtx_code code;
4643   register char *fmt;
4644
4645   if (x == 0)
4646     return;
4647
4648   code = GET_CODE (x);
4649   switch (code)
4650     {
4651     case REG:
4652     case CONST_INT:
4653     case CONST:
4654     case CONST_DOUBLE:
4655     case SYMBOL_REF:
4656     case LABEL_REF:
4657     case PC:
4658     case CC0:
4659     case ADDR_VEC:
4660     case ADDR_DIFF_VEC:
4661     case USE:
4662     case CLOBBER:
4663       return;
4664
4665     case MEM:
4666       {
4667         rtx src_reg;
4668         rtx add_val;
4669         rtx mult_val;
4670         int benefit;
4671
4672         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
4673            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when 
4674            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
4675            this one would not be seen.   */
4676
4677         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
4678                                    &mult_val, 1, &benefit))
4679           {
4680             /* Found one; record it.  */
4681             struct induction *v
4682               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
4683
4684             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
4685                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
4686                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
4687
4688             v->mem_mode = GET_MODE (x);
4689           }
4690       }
4691       return;
4692
4693     default:
4694       break;
4695     }
4696
4697   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
4698
4699   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4700   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4701     if (fmt[i] == 'e')
4702       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
4703                      loop_end);
4704     else if (fmt[i] == 'E')
4705       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4706         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
4707                        loop_start, loop_end);
4708 }
4709 \f
4710 /* Fill in the data about one biv update.
4711    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
4712    allocated by the caller, with alloca.)
4713    INSN is the insn that sets it.
4714    DEST_REG is the biv's reg.
4715
4716    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
4717    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
4718    being set to INC_VAL.
4719
4720    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
4721    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
4722    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
4723    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
4724    executed exactly once per iteration.  */
4725
4726 static void
4727 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val,
4728             not_every_iteration, maybe_multiple)
4729      struct induction *v;
4730      rtx insn;
4731      rtx dest_reg;
4732      rtx inc_val;
4733      rtx mult_val;
4734      int not_every_iteration;
4735      int maybe_multiple;
4736 {
4737   struct iv_class *bl;
4738
4739   v->insn = insn;
4740   v->src_reg = dest_reg;
4741   v->dest_reg = dest_reg;
4742   v->mult_val = mult_val;
4743   v->add_val = inc_val;
4744   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
4745   v->always_computable = ! not_every_iteration;
4746   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4747   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
4748
4749   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
4750      if this is the first incrementation of the reg.  */
4751
4752   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
4753   if (bl == 0)
4754     {
4755       /* Create and initialize new iv_class.  */
4756
4757       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
4758
4759       bl->regno = REGNO (dest_reg);
4760       bl->biv = 0;
4761       bl->giv = 0;
4762       bl->biv_count = 0;
4763       bl->giv_count = 0;
4764
4765       /* Set initial value to the reg itself.  */
4766       bl->initial_value = dest_reg;
4767       /* We haven't seen the initializing insn yet */
4768       bl->init_insn = 0;
4769       bl->init_set = 0;
4770       bl->initial_test = 0;
4771       bl->incremented = 0;
4772       bl->eliminable = 0;
4773       bl->nonneg = 0;
4774       bl->reversed = 0;
4775       bl->total_benefit = 0;
4776
4777       /* Add this class to loop_iv_list.  */
4778       bl->next = loop_iv_list;
4779       loop_iv_list = bl;
4780
4781       /* Put it in the array of biv register classes.  */
4782       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
4783     }
4784
4785   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
4786   v->next_iv = bl->biv;
4787   bl->biv = v;
4788   bl->biv_count++;
4789   if (mult_val == const1_rtx)
4790     bl->incremented = 1;
4791
4792   if (loop_dump_stream)
4793     {
4794       fprintf (loop_dump_stream,
4795                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
4796                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4797       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
4798         {
4799           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
4800           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
4801           fputc ('\n', loop_dump_stream);
4802         }
4803       else
4804         {
4805           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
4806           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
4807           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4808         }
4809     }
4810 }
4811 \f
4812 /* Fill in the data about one giv.
4813    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
4814    allocated by the caller, with alloca.)
4815    INSN is the insn that sets it.
4816    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
4817    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
4818    into a register or is used as a memory address.
4819
4820    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
4821    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
4822    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
4823    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
4824
4825 static void
4826 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4827             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
4828      struct induction *v;
4829      rtx insn;
4830      rtx src_reg;
4831      rtx dest_reg;
4832      rtx mult_val, add_val;
4833      int benefit;
4834      enum g_types type;
4835      int not_every_iteration;
4836      rtx *location;
4837      rtx loop_start, loop_end;
4838 {
4839   struct induction *b;
4840   struct iv_class *bl;
4841   rtx set = single_set (insn);
4842
4843   v->insn = insn;
4844   v->src_reg = src_reg;
4845   v->giv_type = type;
4846   v->dest_reg = dest_reg;
4847   v->mult_val = mult_val;
4848   v->add_val = add_val;
4849   v->benefit = benefit;
4850   v->location = location;
4851   v->cant_derive = 0;
4852   v->combined_with = 0;
4853   v->maybe_multiple = 0;
4854   v->maybe_dead = 0;
4855   v->derive_adjustment = 0;
4856   v->same = 0;
4857   v->ignore = 0;
4858   v->new_reg = 0;
4859   v->final_value = 0;
4860   v->same_insn = 0;
4861   v->auto_inc_opt = 0;
4862   v->unrolled = 0;
4863   v->shared = 0;
4864
4865   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
4866      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
4867      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
4868      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
4869      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
4870      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
4871      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
4872
4873   if (type == DEST_ADDR)
4874     v->always_computable = 1;
4875   else
4876     v->always_computable = ! not_every_iteration;
4877
4878   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4879
4880   if (type == DEST_ADDR)
4881     {
4882       v->mode = GET_MODE (*location);
4883       v->lifetime = 1;
4884       v->times_used = 1;
4885     }
4886   else /* type == DEST_REG */
4887     {
4888       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
4889
4890       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
4891                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
4892
4893       v->times_used = n_times_used[REGNO (dest_reg)];
4894
4895       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
4896          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
4897          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4898       if (v->lifetime == 0)
4899         v->ignore = 1;
4900
4901       reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
4902       reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
4903     }
4904
4905   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
4906
4907   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
4908   if (bl)
4909     {
4910       v->next_iv = bl->giv;
4911       bl->giv = v;
4912       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
4913          insns that calculate givs.  */
4914       if (type == DEST_REG)
4915         bl->giv_count++;
4916       bl->total_benefit += benefit;
4917     }
4918   else
4919     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
4920     abort ();
4921
4922   if (type == DEST_ADDR)
4923     v->replaceable = 1;
4924   else
4925     {
4926       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4927          of the following conditions are true:
4928          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4929            on which the giv is used at all
4930            (there are two ways to deduce this:
4931             either the insn is executed on every iteration,
4932             or all uses follow that insn in the same basic block),
4933          - the giv is not used outside the loop
4934          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4935
4936       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
4937           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
4938           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
4939           && (! not_every_iteration
4940               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
4941         {
4942           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
4943              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
4944
4945           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
4946              and last use of the giv.
4947              
4948              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
4949              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
4950              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
4951              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
4952              useful as a biv, because it is used in two different loops.
4953              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
4954              using this biv anyways.  */
4955
4956           v->replaceable = 1;
4957           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4958             {
4959               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
4960                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4961                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
4962                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4963                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
4964                 {
4965                   v->replaceable = 0;
4966                   v->not_replaceable = 1;
4967                   break;
4968                 }
4969             }
4970
4971           /* If there are any backwards branches that go from after the
4972              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
4973           if (v->replaceable)
4974             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4975               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
4976                 {
4977                   v->replaceable = 0;
4978                   v->not_replaceable = 1;
4979                   break;
4980                 }
4981         }
4982       else
4983         {
4984           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
4985              decide.  */
4986           v->replaceable = 0;
4987           v->not_replaceable = 0;
4988         }
4989     }
4990
4991   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
4992      combine_givs.  */
4993   {
4994     rtx tem = add_val;
4995
4996     v->no_const_addval = 1;
4997     if (tem == const0_rtx)
4998       ;
4999     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5000       v->no_const_addval = 0;
5001     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5002       {
5003         while (1)
5004           {
5005             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5006               tem = XEXP (tem, 0);
5007             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5008               tem = XEXP (tem, 1);
5009             else
5010               break;
5011           }
5012         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5013           v->no_const_addval = 0;
5014       }
5015   }
5016
5017   if (loop_dump_stream)
5018     {
5019       if (type == DEST_REG)
5020         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5021                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5022       else
5023         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5024                  INSN_UID (insn));
5025
5026       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5027                REGNO (src_reg), v->benefit);
5028       fprintf (loop_dump_stream, " used %d lifetime %d",
5029                v->times_used, v->lifetime);
5030
5031       if (v->replaceable)
5032         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5033
5034       if (v->no_const_addval)
5035         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5036
5037       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5038         {
5039           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5040           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5041         }
5042       else
5043         {
5044           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5045           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5046         }
5047
5048       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5049         {
5050           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5051           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5052         }
5053       else
5054         {
5055           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5056           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5057         }
5058     }
5059
5060   if (loop_dump_stream)
5061     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5062
5063 }
5064
5065
5066 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5067    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5068    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5069    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5070    have been identified.  */
5071
5072 static void
5073 check_final_value (v, loop_start, loop_end)
5074      struct induction *v;
5075      rtx loop_start, loop_end;
5076 {
5077   struct iv_class *bl;
5078   rtx final_value = 0;
5079
5080   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5081
5082   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5083      replaceable above in record_giv.  */
5084
5085   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5086      of the following conditions are true:
5087      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5088        on which the giv is used at all
5089        (there are two ways to deduce this:
5090         either the insn is executed on every iteration,
5091         or all uses follow that insn in the same basic block),
5092      - its final value can be calculated (this condition is different
5093        than the one above in record_giv)
5094      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5095
5096 #if 0
5097   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5098   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5099   v->replaceable = 0;
5100 #endif
5101
5102   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end))
5103       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5104     {
5105       int biv_increment_seen = 0;
5106       rtx p = v->insn;
5107       rtx last_giv_use;
5108
5109       v->replaceable = 1;
5110
5111       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5112          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5113          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5114          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5115
5116       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5117          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5118          that sets the giv, and search around the loop until we come
5119          back to that insn again.
5120
5121          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5122          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5123          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5124          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5125          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5126          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5127          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5128
5129       last_giv_use = v->insn;
5130
5131       while (1)
5132         {
5133           p = NEXT_INSN (p);
5134           if (p == loop_end)
5135             p = NEXT_INSN (loop_start);
5136           if (p == v->insn)
5137             break;
5138
5139           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5140               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5141             {
5142               if (biv_increment_seen)
5143                 {
5144                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5145                     {
5146                       v->replaceable = 0;
5147                       v->not_replaceable = 1;
5148                       break;
5149                     }
5150                 }
5151               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5152                 biv_increment_seen = 1;
5153               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5154                 last_giv_use = p;
5155             }
5156         }
5157       
5158       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5159          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5160          replaceable.  */
5161
5162       if (v->replaceable)
5163         {
5164           p = v->insn;
5165           while (1)
5166             {
5167               p = NEXT_INSN (p);
5168               if (p == loop_end)
5169                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5170               if (p == last_giv_use)
5171                 break;
5172
5173               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5174                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5175                   && ((INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop)
5176                       || (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
5177                       || (INSN_UID (last_giv_use) >= max_uid_for_loop)
5178                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (v->insn)
5179                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start))
5180                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (last_giv_use)
5181                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end))))
5182                 {
5183                   v->replaceable = 0;
5184                   v->not_replaceable = 1;
5185
5186                   if (loop_dump_stream)
5187                     fprintf (loop_dump_stream,
5188                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5189
5190                   break;
5191                 }
5192             }
5193         }
5194
5195       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5196       if (v->replaceable)
5197         v->final_value = final_value;
5198     }
5199
5200   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5201     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5202              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5203 }
5204 \f
5205 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5206
5207    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5208    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5209    another giv.
5210
5211    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5212    derive another giv once a label has been passed.
5213
5214    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5215
5216 static void
5217 update_giv_derive (p)
5218      rtx p;
5219 {
5220   struct iv_class *bl;
5221   struct induction *biv, *giv;
5222   rtx tem;
5223   int dummy;
5224
5225   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5226
5227      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5228      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5229      derive any givs after a label is passed.
5230
5231      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5232      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5233      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5234      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5235      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5236      sub-cases within this case.
5237
5238      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5239      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5240      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5241      this extra tracking doesn't seem worth it).
5242
5243      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5244      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5245      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5246      on the jump again here.
5247
5248      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5249      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5250      the giv cannot derive further givs.  */
5251
5252   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5253     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5254       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5255           || biv->insn == p)
5256         {
5257           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5258             {
5259               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5260                  checking all of these conditions again.  */
5261               if (giv->cant_derive)
5262                 continue;
5263
5264               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5265                  it cannot derive anything.  */
5266               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5267                 giv->cant_derive = 1;
5268
5269               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5270                  they are really invariants.  Also skip those that are
5271                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5272                  any biv update.  */
5273               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5274                 continue;
5275
5276               /* The only way we can allow this giv to derive another
5277                  is if this is a biv increment and we can form the product
5278                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5279                  be able to compute a compensation.  */
5280               else if (biv->insn == p)
5281                 {
5282                   tem = 0;
5283
5284                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5285                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5286                                                            biv->add_val,
5287                                                            giv->mult_val),
5288                                              &dummy);
5289
5290                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5291                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem,
5292                                                            giv->derive_adjustment),
5293                                              &dummy);
5294                   if (tem)
5295                     giv->derive_adjustment = tem;
5296                   else
5297                     giv->cant_derive = 1;
5298                 }
5299               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5300                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5301                 giv->cant_derive = 1;
5302             }
5303         }
5304 }
5305 \f
5306 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5307    X is the source of insn P, or a part of it.
5308    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5309
5310    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5311    We accept patterns of these forms:
5312      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5313      REG = INVARIANT + REG
5314
5315    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5316    and store the additive term into *INC_VAL.
5317
5318    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5319    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5320
5321    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5322    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5323    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5324    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5325    into the variable.
5326
5327    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5328    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5329    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5330    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5331
5332    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5333    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5334    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5335    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since 
5336    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5337    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5338    not ZERO_EXTEND.
5339
5340    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5341
5342 static int
5343 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val)
5344      register rtx x;
5345      enum machine_mode mode;
5346      rtx p;
5347      rtx dest_reg;
5348      rtx *inc_val;
5349      rtx *mult_val;
5350 {
5351   register enum rtx_code code;
5352   rtx arg;
5353   rtx insn, set = 0;
5354
5355   code = GET_CODE (x);
5356   switch (code)
5357     {
5358     case PLUS:
5359       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5360           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5361               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5362               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5363         arg = XEXP (x, 1);
5364       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5365                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5366                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5367                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5368         arg = XEXP (x, 0);
5369       else
5370         return 0;
5371
5372       if (invariant_p (arg) != 1)
5373         return 0;
5374
5375       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5376       *mult_val = const1_rtx;
5377       return 1;
5378
5379     case SUBREG:
5380       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5381          value.  */
5382       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5383         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5384                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val);
5385       return 0;
5386
5387     case REG:
5388       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5389          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5390
5391       insn = p;
5392       while (1)
5393         {
5394           do {
5395             insn = PREV_INSN (insn);
5396           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5397                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5398
5399           if (!insn)
5400             break;
5401           set = single_set (insn);
5402           if (set == 0)
5403             break;
5404
5405           if ((SET_DEST (set) == x
5406                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5407                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5408                        <= UNITS_PER_WORD)
5409                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
5410               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
5411                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5412                                        ? GET_MODE (x)
5413                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5414                                       dest_reg, insn,
5415                                       inc_val, mult_val))
5416             return 1;
5417         }
5418       /* ... fall through ...  */
5419
5420       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5421          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5422          as a biv of the outer loop,
5423          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5424     case MEM:
5425       if (invariant_p (x) != 1)
5426         return 0;
5427     case CONST_INT:
5428     case SYMBOL_REF:
5429     case CONST:
5430       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
5431          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
5432          would be a useful iterator anyways.  */
5433       if (loops_enclosed == 1
5434           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
5435           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
5436         {
5437           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5438           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5439           *mult_val = const0_rtx;
5440           return 1;
5441         }
5442       else
5443         return 0;
5444
5445     case SIGN_EXTEND:
5446       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5447                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val);
5448
5449     case ASHIFTRT:
5450       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5451       for (insn = PREV_INSN (p);
5452            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5453             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5454            insn = PREV_INSN (insn))
5455         ;
5456
5457       if (insn)
5458         set = single_set (insn);
5459
5460       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5461           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5462           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5463           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5464           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5465         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
5466                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5467                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val);
5468       return 0;
5469
5470     default:
5471       return 0;
5472     }
5473 }
5474 \f
5475 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
5476    function   of a basic induction variable,
5477    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
5478    The coefficients can be any loop invariant quantity.
5479    A giv need not be computed directly from the biv;
5480    it can be computed by way of other givs.  */
5481
5482 /* Determine whether X computes a giv.
5483    If it does, return a nonzero value
5484      which is the benefit from eliminating the computation of X;
5485    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
5486    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
5487      such that the value of X is biv * mult + add;  */
5488
5489 static int
5490 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
5491      rtx x;
5492      rtx *src_reg;
5493      rtx *add_val;
5494      rtx *mult_val;
5495      int is_addr;
5496      int *pbenefit;
5497 {
5498   rtx orig_x = x;
5499   char *storage;
5500
5501   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
5502   if (invariant_p (x) == 1)
5503     return 0;
5504
5505   /* See if the expression could be a giv and get its form.
5506      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
5507   storage = (char *) oballoc (0);
5508   *pbenefit = 0;
5509   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
5510   if (x == 0)
5511     {
5512       obfree (storage);
5513       return 0;
5514     }
5515
5516   switch (GET_CODE (x))
5517     {
5518     case USE:
5519     case CONST_INT:
5520       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
5521          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
5522          with.  */
5523       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
5524       *mult_val = const0_rtx;
5525       *add_val = x;
5526       break;
5527
5528     case REG:
5529       /* This is equivalent to a BIV.  */
5530       *src_reg = x;
5531       *mult_val = const1_rtx;
5532       *add_val = const0_rtx;
5533       break;
5534
5535     case PLUS:
5536       /* Either (plus (biv) (invar)) or
5537          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
5538       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
5539         {
5540           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
5541           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
5542         }
5543       else
5544         {
5545           *src_reg = XEXP (x, 0);
5546           *mult_val = const1_rtx;
5547         }
5548       *add_val = XEXP (x, 1);
5549       break;
5550
5551     case MULT:
5552       /* ADD_VAL is zero.  */
5553       *src_reg = XEXP (x, 0);
5554       *mult_val = XEXP (x, 1);
5555       *add_val = const0_rtx;
5556       break;
5557
5558     default:
5559       abort ();
5560     }
5561
5562   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
5563      unless they are CONST_INT).  */
5564   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
5565     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
5566   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
5567     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
5568
5569   if (is_addr)
5570     {
5571 #ifdef ADDRESS_COST
5572       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
5573 #else
5574       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
5575 #endif
5576     }
5577   else
5578     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
5579
5580   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
5581      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination  
5582      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */                
5583   return 1;                                                             
5584 }
5585 \f
5586 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
5587    We will canonicalize it to be of the form
5588         (plus (mult (BIV) (invar_1))
5589               (invar_2))
5590    with possible degeneracies.
5591
5592    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
5593    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
5594    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
5595    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
5596
5597    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
5598    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
5599    returns 0.
5600
5601    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
5602    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
5603
5604    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
5605
5606 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
5607 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
5608
5609 static rtx
5610 simplify_giv_expr (x, benefit)
5611      rtx x;
5612      int *benefit;
5613 {
5614   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
5615   rtx arg0, arg1;
5616   rtx tem;
5617
5618   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
5619      mode, this can't be a giv.  */
5620   if (mode != VOIDmode
5621       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
5622           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5623     return NULL_RTX;
5624
5625   switch (GET_CODE (x))
5626     {
5627     case PLUS:
5628       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
5629       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
5630       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5631         return NULL_RTX;
5632
5633       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5634       if ((GET_CODE (arg0) == USE
5635            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5636           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
5637                  && GET_CODE (arg1) == USE)
5638                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
5639         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5640
5641       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
5642       if (arg1 == const0_rtx)
5643         return arg0;
5644       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
5645         switch (GET_CODE (arg0))
5646           {
5647           case CONST_INT:
5648           case USE:
5649             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
5650                addition operation inside a USE and return it.  */
5651             if (GET_CODE (arg0) == USE)
5652               arg0 = XEXP (arg0, 0);
5653             if (GET_CODE (arg1) == USE)
5654               arg1 = XEXP (arg1, 0);
5655
5656             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5657               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5658             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
5659               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
5660             else
5661               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
5662
5663             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
5664               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
5665             return tem;
5666
5667           case REG:
5668           case MULT:
5669             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
5670             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
5671
5672           case PLUS:
5673             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
5674             return simplify_giv_expr (
5675                 gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 0),
5676                               gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 1), arg1)),
5677                 benefit);
5678
5679           default:
5680             abort ();
5681           }
5682
5683       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
5684          MULT to reduce cases.  */
5685       if (GET_CODE (arg0) == REG)
5686         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
5687       if (GET_CODE (arg1) == REG)
5688         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
5689
5690       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5691          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5692          Recurse to associate the second PLUS.  */
5693       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
5694         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5695
5696       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
5697           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
5698                                                   gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
5699                                                                 XEXP (arg1, 0)),
5700                                                   XEXP (arg1, 1)),
5701                                     benefit);
5702
5703       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
5704       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
5705         return NULL_RTX;
5706
5707       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
5708         return NULL_RTX;
5709
5710       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
5711                                               XEXP (arg0, 0),
5712                                               gen_rtx_PLUS (mode,
5713                                                             XEXP (arg0, 1),
5714                                                             XEXP (arg1, 1))),
5715                                 benefit);
5716
5717     case MINUS:
5718       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
5719       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
5720                                               XEXP (x, 0),
5721                                               gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 1),
5722                                                             constm1_rtx)),
5723                                 benefit);
5724
5725     case MULT:
5726       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
5727       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
5728       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5729         return NULL_RTX;
5730
5731       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5732       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5733           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5734         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5735
5736       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
5737       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5738         return NULL_RTX;
5739
5740       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
5741       if (arg1 == const0_rtx)
5742         return const0_rtx;
5743
5744       else if (arg1 == const1_rtx)
5745         return arg0;
5746
5747       switch (GET_CODE (arg0))
5748         {
5749         case REG:
5750           /* biv * invar.  Done.  */
5751           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
5752
5753         case CONST_INT:
5754           /* Product of two constants.  */
5755           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
5756
5757         case USE:
5758           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will 
5759              actually pay off, so limit to simple registers.  */
5760           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5761             return NULL_RTX;
5762
5763           arg0 = XEXP (arg0, 0);
5764           if (GET_CODE (arg0) == REG)
5765             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
5766           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
5767                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
5768                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
5769             {
5770               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0), 
5771                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
5772                                            * INTVAL (arg1)));
5773             }
5774           else
5775             return NULL_RTX;
5776           return gen_rtx_USE (mode, tem);
5777
5778         case MULT:
5779           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
5780           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
5781                                                   gen_rtx_MULT (mode,
5782                                                                 XEXP (arg0, 1),
5783                                                                 arg1)),
5784                                     benefit);
5785
5786         case PLUS:
5787           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
5788           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
5789                                                   gen_rtx_MULT (mode,
5790                                                                 XEXP (arg0, 0),
5791                                                                 arg1),
5792                                                   gen_rtx_MULT (mode,
5793                                                                 XEXP (arg0, 1),
5794                                                                 arg1)),
5795                                     benefit);
5796
5797         default:
5798           abort ();
5799         }
5800
5801     case ASHIFT:
5802       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
5803       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
5804         return 0;
5805
5806       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
5807                                               XEXP (x, 0),
5808                                               GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
5809                                                        << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
5810                                 benefit);
5811
5812     case NEG:
5813       /* "-a" is "a * (-1)" */
5814       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
5815                                 benefit);
5816
5817     case NOT:
5818       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
5819       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
5820                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
5821                                                const1_rtx),
5822                                 benefit);
5823
5824     case USE:
5825       /* Already in proper form for invariant.  */
5826       return x;
5827
5828     case REG:
5829       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
5830       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5831         return 0;
5832
5833       /* Check for biv or giv.  */
5834       switch (reg_iv_type[REGNO (x)])
5835         {
5836         case BASIC_INDUCT:
5837           return x;
5838         case GENERAL_INDUCT:
5839           {
5840             struct induction *v = reg_iv_info[REGNO (x)];
5841
5842             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
5843                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
5844             *benefit += v->benefit;
5845             if (v->cant_derive)
5846               return 0;
5847
5848             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode, v->src_reg,
5849                                                     v->mult_val),
5850                            v->add_val);
5851             if (v->derive_adjustment)
5852               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
5853             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
5854           }
5855
5856         default:
5857           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
5858              may be able to simplify things further by looking through
5859              the bits we just moved outside the loop.  */
5860           if (invariant_p (x) == 1)
5861             {
5862               struct movable *m;
5863
5864               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
5865                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
5866                   {
5867                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
5868
5869                     /* If we match another movable, we must use that, as 
5870                        this one is going away.  */
5871                     if (m->match)
5872                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
5873
5874                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
5875                        instructions that were moved together.  We handle this
5876                        case only to the point of seeking to the last insn and
5877                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
5878                     if (m->consec != 0)
5879                       {
5880                         int i = m->consec;
5881                         tem = m->insn;
5882                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
5883
5884                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5885                         if (tem)
5886                           tem = XEXP (tem, 0);
5887                       }
5888                     else
5889                       {
5890                         tem = single_set (m->insn);
5891                         if (tem)
5892                           tem = SET_SRC (tem);
5893                       }
5894
5895                     if (tem)
5896                       {
5897                         /* What we are most interested in is pointer
5898                            arithmetic on invariants -- only take
5899                            patterns we may be able to do something with.  */
5900                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
5901                             || GET_CODE (tem) == MULT
5902                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
5903                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
5904                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
5905                           {
5906                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
5907                             if (tem)
5908                               return tem;
5909                           }
5910                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
5911                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
5912                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
5913                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
5914                           {
5915                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
5916                             if (tem)
5917                               return tem;
5918                           }
5919                       }
5920                     break;
5921                   }
5922             }
5923           break;
5924         }
5925
5926       /* Fall through to general case.  */
5927     default:
5928       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
5929          Otherwise, not giv.  */
5930       if (GET_CODE (x) == USE)
5931         x = XEXP (x, 0);
5932
5933       if (invariant_p (x) == 1)
5934         {
5935           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
5936             return x;
5937           if (GET_CODE (x) == CONST
5938               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
5939               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
5940               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
5941             x = XEXP (x, 0);
5942           return gen_rtx_USE (mode, x);
5943         }
5944       else
5945         return 0;
5946     }
5947 }
5948
5949 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
5950    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
5951
5952 static rtx
5953 sge_plus_constant (x, c)
5954      rtx x, c;
5955 {
5956   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
5957     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
5958   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
5959     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
5960   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
5961     {
5962       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
5963                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
5964     }
5965   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
5966            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
5967     {
5968       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
5969                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
5970     }
5971   else
5972     {
5973       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
5974                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
5975     }
5976 }
5977
5978 static rtx
5979 sge_plus (mode, x, y)
5980      enum machine_mode mode;
5981      rtx x, y;
5982 {
5983   while (GET_CODE (y) == PLUS)
5984     {
5985       rtx a = XEXP (y, 0);
5986       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5987         x = sge_plus_constant (x, a);
5988       else
5989         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
5990       y = XEXP (y, 1);
5991     }
5992   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
5993     x = sge_plus_constant (x, y);
5994   else
5995     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
5996   return x;
5997 }
5998 \f
5999 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6000    for example,
6001       giv = biv * M
6002       giv = giv + A
6003    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6004    we check that all other insns that set the same register follow
6005    immediately after P, that they alter nothing else,
6006    and that the result of the last is still a giv.
6007
6008    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6009    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6010    all the consecutive insns that compute the value.
6011
6012    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6013    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6014
6015    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6016    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6017
6018 static int
6019 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6020                  add_val, mult_val)
6021      int first_benefit;
6022      rtx p;
6023      rtx src_reg;
6024      rtx dest_reg;
6025      rtx *add_val;
6026      rtx *mult_val;
6027 {
6028   int count;
6029   enum rtx_code code;
6030   int benefit;
6031   rtx temp;
6032   rtx set;
6033
6034   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6035      each insn of the multi-insn sequence. 
6036
6037      This induction structure will be used only by the call to
6038      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6039      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6040      a new induction structure.  */
6041   struct induction *v
6042     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6043   v->src_reg = src_reg;
6044   v->mult_val = *mult_val;
6045   v->add_val = *add_val;
6046   v->benefit = first_benefit;
6047   v->cant_derive = 0;
6048   v->derive_adjustment = 0;
6049
6050   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
6051   reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
6052
6053   count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
6054
6055   while (count > 0)
6056     {
6057       p = NEXT_INSN (p);
6058       code = GET_CODE (p);
6059
6060       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6061       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6062         p = XEXP (temp, 0);
6063
6064       if (code == INSN
6065           && (set = single_set (p))
6066           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6067           && SET_DEST (set) == dest_reg
6068           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6069                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6070               /* Giv created by equivalent expression.  */
6071               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6072                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6073                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6074           && src_reg == v->src_reg)
6075         {
6076           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6077             benefit += libcall_benefit (p);
6078
6079           count--;
6080           v->mult_val = *mult_val;
6081           v->add_val = *add_val;
6082           v->benefit = benefit;
6083         }
6084       else if (code != NOTE)
6085         {
6086           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6087              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6088              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6089           if (code == INSN
6090               && (set = single_set (p))
6091               && SET_DEST (set) != dest_reg
6092               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6093             continue;
6094
6095           reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = UNKNOWN_INDUCT;
6096           return 0;
6097         }
6098     }
6099
6100   return v->benefit;
6101 }
6102 \f
6103 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6104    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6105    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
6106
6107    To perform the computation, we note that
6108         G1 = x * v + a          and
6109         G2 = y * v + b
6110    where `v' is the biv.
6111
6112    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6113
6114    Note that MULT = y/x.
6115
6116    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6117    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6118    subtracting variables.  */
6119
6120 static rtx
6121 express_from_1 (a, b, mult)
6122      rtx a, b, mult;
6123 {
6124   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6125
6126   if (mult == const0_rtx)
6127     return b;
6128
6129   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6130      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6131      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6132      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6133
6134   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6135     return NULL_RTX;
6136
6137   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6138      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6139      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6140      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6141      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6142
6143   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6144     {
6145       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6146
6147       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6148       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6149         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6150
6151       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6152       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6153         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6154
6155       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6156         /* We matched: remove one reg completely.  */
6157         a = oa, b = ob;
6158       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6159         /* An alternate match.  */
6160         a = oa, b = rb;
6161       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6162         /* An alternate match.  */
6163         a = ra, b = ob;
6164       else
6165         {
6166           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and 
6167              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6168           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6169           if (ob == NULL_RTX)
6170             return NULL_RTX;
6171           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6172         }
6173     }
6174
6175   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6176      get rid of everything but a constant.  */
6177
6178   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6179     {
6180       rtx ra, oa;
6181
6182       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6183       if (rtx_equal_p (oa, b))
6184         oa = ra;
6185       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6186         return NULL_RTX;
6187
6188       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6189         return NULL_RTX;
6190
6191       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6192     }
6193   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6194     {
6195       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6196     }
6197   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6198     {
6199       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6200         return XEXP (b, 1);
6201       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6202         return XEXP (b, 0);
6203       else
6204         return NULL_RTX;
6205     }
6206   else if (rtx_equal_p (a, b))
6207     return const0_rtx;
6208
6209   return NULL_RTX;
6210 }
6211
6212 static rtx
6213 express_from (g1, g2)
6214      struct induction *g1, *g2;
6215 {
6216   rtx mult, add;
6217
6218   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6219      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6220      for notation) is also an integer.  */
6221   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6222       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6223     {
6224       if (g1->mult_val == const0_rtx
6225           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6226         return NULL_RTX;
6227       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6228     }
6229   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6230     mult = const1_rtx;
6231   else
6232     {
6233       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6234       return NULL_RTX;
6235     }
6236
6237   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6238   if (add == NULL_RTX)
6239     return NULL_RTX;
6240
6241   /* Form simplified final result.  */
6242   if (mult == const0_rtx)
6243     return add;
6244   else if (mult == const1_rtx)
6245     mult = g1->dest_reg;
6246   else
6247     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6248
6249   if (add == const0_rtx)
6250     return mult;
6251   else
6252     return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6253 }
6254 \f
6255 /* Return 1 if giv G2 can be combined with G1.  This means that G2 can use
6256    (either directly or via an address expression) a register used to represent
6257    G1.  Set g2->new_reg to a represtation of G1 (normally just
6258    g1->dest_reg).  */
6259
6260 static rtx
6261 combine_givs_p (g1, g2)
6262      struct induction *g1, *g2;
6263 {
6264   rtx tem = express_from (g1, g2);
6265
6266   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6267      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6268      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6269   if (tem == const0_rtx)
6270     {
6271       return g1->dest_reg;
6272     }
6273
6274   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6275      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6276      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6277   if (tem != NULL_RTX
6278       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6279       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6280       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6281          will always be a register, and so anything more complicated
6282          gets discarded.  */
6283 #if 0
6284 #ifdef ADDRESS_COST
6285       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6286 #else
6287       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6288 #endif
6289 #endif
6290       )
6291     {
6292       return tem;
6293     }
6294
6295   return NULL_RTX;
6296 }
6297 \f
6298 struct combine_givs_stats
6299 {
6300   int giv_number;
6301   int total_benefit;
6302 };
6303
6304 static int
6305 cmp_combine_givs_stats (x, y)
6306      struct combine_givs_stats *x, *y;
6307 {
6308   int d;
6309   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6310   /* Stabilize the sort.  */
6311   if (!d)
6312     d = x->giv_number - y->giv_number;
6313   return d;
6314 }
6315
6316 /* If one of these givs is a DEST_REG that was only used once, by the
6317    other giv, this is actually a single use.  Return 0 if this is not
6318    the case, -1 if g1 is the DEST_REG involved, and 1 if it was g2.  */
6319
6320 static int
6321 combine_givs_used_once (g1, g2)
6322      struct induction *g1, *g2;
6323 {
6324   if (g1->giv_type == DEST_REG
6325       && n_times_used[REGNO (g1->dest_reg)] == 1
6326       && reg_mentioned_p (g1->dest_reg, PATTERN (g2->insn)))
6327     return -1;
6328
6329   if (g2->giv_type == DEST_REG
6330       && n_times_used[REGNO (g2->dest_reg)] == 1
6331       && reg_mentioned_p (g2->dest_reg, PATTERN (g1->insn)))
6332     return 1;
6333
6334   return 0;
6335 }
6336  
6337 static int
6338 combine_givs_benefit_from (g1, g2)
6339      struct induction *g1, *g2;
6340 {
6341   int tmp = combine_givs_used_once (g1, g2);
6342   if (tmp < 0)
6343     return 0;
6344   else if (tmp > 0)
6345     return g2->benefit - g1->benefit;
6346   else
6347     return g2->benefit;
6348 }
6349
6350 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6351    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6352    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6353    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6354
6355 static void
6356 combine_givs (bl)
6357      struct iv_class *bl;
6358 {
6359   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6360   int i, j, k, giv_count;
6361   struct combine_givs_stats *stats;
6362   rtx *can_combine;
6363
6364   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6365   giv_count = 0;
6366   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6367     if (!g1->ignore)
6368       giv_count++;
6369
6370   giv_array
6371     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6372   i = 0;
6373   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6374     if (!g1->ignore)
6375       giv_array[i++] = g1;
6376
6377   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
6378   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
6379
6380   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6381   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6382
6383   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6384     {
6385       int this_benefit;
6386
6387       g1 = giv_array[i];
6388
6389       this_benefit = g1->benefit;
6390       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6391       if (g1->no_const_addval)
6392         this_benefit += 1;
6393       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6394         {
6395           rtx this_combine;
6396
6397           g2 = giv_array[j];
6398           if (g1 != g2
6399               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
6400             {
6401               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
6402               this_benefit += combine_givs_benefit_from (g1, g2);
6403               /* Add an additional weight for being reused more times.  */
6404               this_benefit += 3;
6405             }
6406         }
6407       stats[i].giv_number = i;
6408       stats[i].total_benefit = this_benefit;
6409     }
6410
6411   /* Iterate, combining until we can't.  */
6412 restart:
6413   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
6414
6415   if (loop_dump_stream)
6416     {
6417       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
6418       for (k = 0; k < giv_count; k++)
6419         {
6420           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
6421           if (!g1->combined_with && !g1->same)
6422             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}", 
6423                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
6424                      stats[k].total_benefit);
6425         }
6426       putc ('\n', loop_dump_stream);
6427     }
6428
6429   for (k = 0; k < giv_count; k++)
6430     {
6431       int g1_add_benefit = 0;
6432
6433       i = stats[k].giv_number;
6434       g1 = giv_array[i];
6435
6436       /* If it has already been combined, skip.  */
6437       if (g1->combined_with || g1->same)
6438         continue;
6439
6440       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6441         {
6442           g2 = giv_array[j];
6443           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
6444               /* If it has already been combined, skip.  */
6445               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
6446             {
6447               int l;
6448
6449               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
6450               g2->same = g1;
6451               g1->combined_with = 1;
6452               if (!combine_givs_used_once (g1, g2))
6453                 g1->times_used += 1;
6454               g1->lifetime += g2->lifetime;
6455
6456               g1_add_benefit += combine_givs_benefit_from (g1, g2);
6457
6458               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
6459                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
6460                  longer be necessary.  */
6461               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
6462                 g1_add_benefit -= copy_cost;
6463                 
6464               /* To help optimize the next set of combinations, remove
6465                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
6466               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
6467                 {
6468                   int m = stats[l].giv_number;
6469                   if (can_combine[m*giv_count + j])
6470                     {
6471                       /* Remove additional weight for being reused.  */
6472                       stats[l].total_benefit -= 3 + 
6473                         combine_givs_benefit_from (giv_array[m], g2);
6474                     }
6475                 }
6476
6477               if (loop_dump_stream)
6478                 fprintf (loop_dump_stream,
6479                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
6480                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
6481             }
6482         }
6483
6484       /* To help optimize the next set of combinations, remove
6485          this giv from the benefits of other potential mates.  */
6486       if (g1->combined_with)
6487         {
6488           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
6489             {
6490               int m = stats[j].giv_number;
6491               if (can_combine[m*giv_count + j])
6492                 {
6493                   /* Remove additional weight for being reused.  */
6494                   stats[j].total_benefit -= 3 + 
6495                     combine_givs_benefit_from (giv_array[m], g1);
6496                 }
6497             }
6498
6499           g1->benefit += g1_add_benefit;
6500
6501           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
6502              Restart the combination so that proper weights for the 
6503              rest of the givs are properly taken into account.  */
6504           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
6505              as to not cover old ground.  But sanely compacting
6506              can_combine is tricky.  */
6507           goto restart;
6508         }
6509     }
6510 }
6511 \f
6512 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
6513
6514 void
6515 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
6516      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
6517      rtx m;          /* multiplicative constant */
6518      rtx a;          /* additive constant */
6519      rtx reg;        /* destination register */
6520      rtx insert_before;
6521 {
6522   rtx seq;
6523   rtx result;
6524
6525   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
6526   a = copy_rtx (a);
6527   b = copy_rtx (b);
6528
6529   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
6530   update_reg_last_use (a, insert_before);
6531   update_reg_last_use (b, insert_before);
6532   update_reg_last_use (m, insert_before);
6533
6534   start_sequence ();
6535   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
6536   if (reg != result)
6537     emit_move_insn (reg, result);
6538   seq = gen_sequence ();
6539   end_sequence ();
6540
6541   emit_insn_before (seq, insert_before);
6542
6543   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new 
6544      registers.  Iterate over the sequence we just created and 
6545      record them all.  */
6546
6547   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
6548     {
6549       int i;
6550       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
6551         {
6552           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
6553           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
6554             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
6555         }
6556     }
6557   else if (GET_CODE (seq) == SET
6558            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
6559     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
6560 }
6561 \f
6562 /* Test whether A * B can be computed without
6563    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
6564
6565 static int
6566 product_cheap_p (a, b)
6567      rtx a;
6568      rtx b;
6569 {
6570   int i;
6571   rtx tmp;
6572   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
6573   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
6574   int win = 1;
6575
6576   /* If only one is constant, make it B.  */
6577   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6578     tmp = a, a = b, b = tmp;
6579
6580   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
6581   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6582     return 1;
6583
6584   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
6585   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
6586     return 0;
6587
6588   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
6589      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
6590      of insns is generated.  */
6591
6592   rtl_obstack = &temp_obstack;
6593   start_sequence ();
6594   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
6595   tmp = gen_sequence ();
6596   end_sequence ();
6597
6598   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
6599     {
6600       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
6601         win = 1;
6602       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
6603         win = 0;
6604       else
6605         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
6606           {
6607             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
6608
6609             if (GET_CODE (insn) != INSN
6610                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
6611                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
6612                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
6613                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
6614                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
6615               {
6616                 win = 0;
6617                 break;
6618               }
6619           }
6620     }
6621   else if (GET_CODE (tmp) == SET
6622            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
6623     win = 0;
6624   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
6625            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
6626            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
6627     win = 0;
6628
6629   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
6630      allocation to its normal obstack.  */
6631   obstack_free (&temp_obstack, storage);
6632   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
6633
6634   return win;
6635 }
6636 \f
6637 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
6638    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
6639    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
6640    to see if the optimization can be performed.
6641    Value is nonzero if optimization was performed.  */
6642
6643 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
6644    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
6645    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
6646    faster than one that increments from zero.  */
6647
6648 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
6649    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
6650    final_[bg]iv_value.  */
6651
6652 static int
6653 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start)
6654      rtx loop_end;
6655      int insn_count;
6656      rtx loop_start;
6657 {
6658   struct iv_class *bl;
6659   rtx reg;
6660   rtx jump_label;
6661   rtx final_value;
6662   rtx start_value;
6663   rtx new_add_val;
6664   rtx comparison;
6665   rtx before_comparison;
6666   rtx p;
6667   rtx jump;
6668   rtx first_compare;
6669   int compare_and_branch;
6670
6671   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
6672      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
6673
6674   jump = PREV_INSN (loop_end);
6675   comparison = get_condition_for_loop (jump);
6676   if (comparison == 0)
6677     return 0;
6678
6679   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
6680      two instructions.  */
6681   get_condition (jump, &first_compare);
6682   if (first_compare == jump)
6683     compare_and_branch = 1;
6684   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
6685     compare_and_branch = 2;
6686   else
6687     return 0;
6688
6689   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
6690      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
6691      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
6692      used between its update and the test insn.  */
6693
6694   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
6695     {
6696       if (bl->biv_count == 1
6697           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
6698           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
6699                                    first_compare))
6700         break;
6701     }
6702
6703   if (! bl)
6704     return 0;
6705
6706   /* Look for the case where the basic induction variable is always
6707      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
6708      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
6709      m68k DBRA instruction to be used.  */
6710
6711   if (((GET_CODE (comparison) == GT
6712         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
6713         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
6714        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
6715       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
6716       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
6717     {
6718       /* Initial value must be greater than 0,
6719          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
6720          the last iteration */
6721
6722       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
6723           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
6724           && (INTVAL (bl->initial_value)
6725               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
6726         {
6727           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
6728           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
6729             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
6730                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
6731           bl->nonneg = 1;
6732
6733           return 1;
6734         }
6735
6736       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
6737          the loop, then we can safely optimize.  */
6738       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
6739         {
6740           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
6741             break;
6742           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
6743             continue;
6744
6745           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
6746           if (before_comparison
6747               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
6748               && GET_CODE (before_comparison) == LT
6749               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
6750               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
6751               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
6752             {
6753               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
6754                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
6755                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
6756               bl->nonneg = 1;
6757
6758               return 1;
6759             }
6760         }
6761     }
6762   else if (num_mem_sets <= 1)
6763     {
6764       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
6765       /* Can do this if:
6766          all registers modified are induction variables or invariant,
6767          all memory references have non-overlapping addresses
6768          (obviously true if only one write)
6769          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
6770       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
6771          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
6772          reversed.  We meet this condition by requiring that either
6773          no_use_except_counting is true, or else that there is only
6774          one biv.  */
6775       int num_nonfixed_reads = 0;
6776       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
6777       int no_use_except_counting = 0;
6778       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
6779          which is reversible.  */
6780       int reversible_mem_store = 1;
6781
6782       for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
6783         if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
6784           num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
6785
6786       if (bl->giv_count == 0
6787           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
6788         {
6789           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
6790
6791           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
6792              fall through at the end of the loop, then
6793              see if perhaps there are no uses except to count.  */
6794           no_use_except_counting = 1;
6795           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
6796             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
6797               {
6798                 rtx set = single_set (p);
6799
6800                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6801                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
6802                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
6803                   ;
6804                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
6805                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
6806                   /* Don't bother about the end test.  */
6807                   ;
6808                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
6809                   /* Any other use of the biv is no good.  */
6810                   {
6811                     no_use_except_counting = 0;
6812                     break;
6813                   }
6814               }
6815         }
6816
6817       /* If the loop has a single store, and the destination address is
6818          invariant, then we can't reverse the loop, because this address
6819          might then have the wrong value at loop exit.
6820          This would work if the source was invariant also, however, in that
6821          case, the insn should have been moved out of the loop.  */
6822
6823       if (num_mem_sets == 1)
6824         reversible_mem_store
6825           = (! unknown_address_altered
6826              && ! invariant_p (XEXP (loop_store_mems[0], 0)));
6827
6828       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
6829          the memory address check by only reversing loops with
6830          zero or one memory access.
6831          Two memory accesses could involve parts of the same array,
6832          and that can't be reversed.  */
6833
6834       if (num_nonfixed_reads <= 1
6835           && !loop_has_call
6836           && !loop_has_volatile
6837           && reversible_mem_store
6838           && (no_use_except_counting
6839               || ((bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
6840                    + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
6841                   && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))))
6842         {
6843           rtx tem;
6844
6845           /* Loop can be reversed.  */
6846           if (loop_dump_stream)
6847             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
6848
6849           /* Now check other conditions:
6850
6851              The increment must be a constant, as must the initial value,
6852              and the comparison code must be LT. 
6853
6854              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
6855              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
6856              confusing.  */
6857
6858           if (comparison
6859               && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
6860               /* LE gets turned into LT */
6861               && GET_CODE (comparison) == LT
6862               && GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT)
6863             {
6864               HOST_WIDE_INT add_val, comparison_val;
6865               rtx initial_value;
6866
6867               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
6868               comparison_val = INTVAL (XEXP (comparison, 1));
6869               final_value = XEXP (comparison, 1);
6870               initial_value = bl->initial_value;
6871                 
6872               /* Normalize the initial value if it is an integer and 
6873                  has no other use except as a counter.  This will allow
6874                  a few more loops to be reversed.  */
6875               if (no_use_except_counting
6876                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
6877                 {
6878                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
6879                   /* Check for overflow.  If comparison_val ends up as a
6880                      negative value, then we can't reverse the loop.  */
6881                   if (comparison_val >= 0)
6882                     initial_value = const0_rtx;
6883                 }
6884
6885               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
6886                  value is not an exact multiple of the increment, then we
6887                  can not reverse this loop.  */
6888               if (initial_value != const0_rtx
6889                   || (comparison_val % add_val) != 0)
6890                 return 0;
6891
6892               /* Reset these in case we normalized the initial value
6893                  and comparison value above.  */
6894               bl->initial_value = initial_value;
6895               XEXP (comparison, 1) = GEN_INT (comparison_val);
6896
6897               /* Register will always be nonnegative, with value
6898                  0 on last iteration if loop reversed */
6899
6900               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
6901               reg = bl->biv->dest_reg;
6902               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
6903               if (jump_label == pc_rtx)
6904                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
6905               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
6906
6907               start_value = GEN_INT (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
6908                                      - INTVAL (bl->biv->add_val));
6909
6910               /* Initialize biv to start_value before loop start.
6911                  The old initializing insn will be deleted as a
6912                  dead store by flow.c.  */
6913               emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value), loop_start);
6914
6915               /* Add insn to decrement register, and delete insn
6916                  that incremented the register.  */
6917               p = emit_insn_before (gen_add2_insn (reg, new_add_val),
6918                                     bl->biv->insn);
6919               delete_insn (bl->biv->insn);
6920                       
6921               /* Update biv info to reflect its new status.  */
6922               bl->biv->insn = p;
6923               bl->initial_value = start_value;
6924               bl->biv->add_val = new_add_val;
6925
6926               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
6927                  not delete the label.  */
6928               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
6929
6930               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
6931                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
6932               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
6933                   || ! bl->init_insn
6934                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
6935                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
6936                                  loop_end);
6937
6938               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
6939               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
6940               if (compare_and_branch == 2)
6941                 delete_insn (first_compare);
6942
6943               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
6944               start_sequence ();
6945               emit_cmp_insn (reg, const0_rtx, GE, NULL_RTX,
6946                              GET_MODE (reg), 0, 0);
6947               emit_jump_insn (gen_bge (XEXP (jump_label, 0)));
6948               tem = gen_sequence ();
6949               end_sequence ();
6950               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
6951
6952               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
6953                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN; tem = PREV_INSN (tem))
6954                 ;
6955               if (tem)
6956                 {
6957                   JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
6958
6959                   /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
6960                   /* Register is now always nonnegative,
6961                      so add REG_NONNEG note to the branch.  */
6962                   REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
6963                                                        REG_NOTES (tem));
6964                 }
6965
6966               bl->nonneg = 1;
6967
6968               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
6969                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
6970                  will have to be fixed up.  */
6971
6972               bl->reversed = 1;
6973
6974               if (loop_dump_stream)
6975                 fprintf (loop_dump_stream,
6976                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
6977
6978               return 1;
6979             }
6980         }
6981     }
6982
6983   return 0;
6984 }
6985 \f
6986 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
6987    based on the insns in the loop that refer to it.
6988    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
6989
6990    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
6991
6992    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
6993    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
6994    start of the loop.  */
6995
6996 static int
6997 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
6998      struct iv_class *bl;
6999      rtx loop_start;
7000      rtx end;
7001      int eliminate_p;
7002      int threshold, insn_count;
7003 {
7004   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
7005   rtx p;
7006
7007   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
7008      biv in a way that we cannot eliminate.  */
7009
7010   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
7011     {
7012       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
7013       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
7014
7015       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
7016           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
7017           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
7018         {
7019           if (loop_dump_stream)
7020             fprintf (loop_dump_stream,
7021                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
7022                      bl->regno, INSN_UID (p));
7023           break;
7024         }
7025     }
7026
7027   if (p == end)
7028     {
7029       if (loop_dump_stream)
7030         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
7031                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
7032       return 1;
7033     }
7034
7035   return 0;
7036 }
7037 \f
7038 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
7039    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
7040
7041    If BIV does not appear in X, return 1.
7042
7043    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
7044    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
7045    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
7046    the loop.  */
7047
7048 static int
7049 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
7050      rtx x, insn;
7051      struct iv_class *bl;
7052      int eliminate_p;
7053      rtx where;
7054 {
7055   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
7056   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
7057   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7058   struct induction *v;
7059   rtx arg, tem;
7060 #ifdef HAVE_cc0
7061   rtx new;
7062 #endif
7063   int arg_operand;
7064   char *fmt;
7065   int i, j;
7066
7067   switch (code)
7068     {
7069     case REG:
7070       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
7071          we can't eliminate it.  */
7072       if (x == reg)
7073         return 0;
7074       return 1;
7075
7076     case SET:
7077       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
7078       if (SET_DEST (x) == reg)
7079         return 1;
7080
7081       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
7082          it will go away when the giv is reduced.  */
7083       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7084         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
7085           return 1;
7086
7087 #ifdef HAVE_cc0
7088       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
7089         {
7090           /* Can replace with any giv that was reduced and
7091              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
7092              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
7093              ??? We disable this optimization to avoid potential
7094              overflows.  */
7095
7096           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7097             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
7098                 && v->add_val == const0_rtx
7099                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7100                 && v->mode == mode
7101                 && 0)
7102               {
7103                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7104                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7105                    insn, then we must adjust the value used here.
7106                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
7107                 if (v->auto_inc_opt
7108                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7109                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7110                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7111                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7112                   continue;
7113
7114                 if (! eliminate_p)
7115                   return 1;
7116
7117                 /* If the giv has the opposite direction of change,
7118                    then reverse the comparison.  */
7119                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
7120                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
7121                                          const0_rtx, v->new_reg);
7122                 else
7123                   new = v->new_reg;
7124
7125                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
7126                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
7127                   return 1;
7128               }
7129
7130           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
7131              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
7132              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
7133              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
7134              overflow problem.  */
7135
7136           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7137             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
7138                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7139                 && v->mode == mode
7140                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
7141                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
7142                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
7143                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
7144                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
7145               {
7146                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7147                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7148                    insn, then we must adjust the value used here.
7149                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
7150                 if (v->auto_inc_opt
7151                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7152                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7153                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7154                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7155                   continue;
7156
7157                 if (! eliminate_p)
7158                   return 1;
7159
7160                 /* If the giv has the opposite direction of change,
7161                    then reverse the comparison.  */
7162                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
7163                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
7164                                          v->new_reg);
7165                 else
7166                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
7167                                          copy_rtx (v->add_val));
7168
7169                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
7170                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
7171                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
7172                   return 1;
7173
7174                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
7175                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
7176                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
7177
7178                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
7179                                   where);
7180
7181                 /* Substitute the new register for its invariant value in
7182                    the compare expression. */
7183                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
7184                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
7185                   return 1;
7186               }
7187         }
7188 #endif
7189       break;
7190
7191     case COMPARE:
7192     case EQ:  case NE:
7193     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
7194     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
7195       /* See if either argument is the biv.  */
7196       if (XEXP (x, 0) == reg)
7197         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
7198       else if (XEXP (x, 1) == reg)
7199         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
7200       else
7201         break;
7202
7203       if (CONSTANT_P (arg))
7204         {
7205           /* First try to replace with any giv that has constant positive
7206              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
7207              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
7208
7209           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7210             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
7211                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
7212                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
7213                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
7214                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
7215                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
7216                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7217                 && v->mode == mode)
7218               {
7219                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7220                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7221                    insn, then we must adjust the value used here.
7222                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
7223                 if (v->auto_inc_opt
7224                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7225                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7226                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7227                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7228                   continue;
7229
7230                 if (! eliminate_p)
7231                   return 1;
7232
7233                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
7234                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
7235
7236                 /* If all constants are actually constant integers and
7237                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
7238                    do so.  */
7239                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
7240                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
7241                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
7242                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
7243                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
7244                                                  * INTVAL (v->mult_val)
7245                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
7246                   return 1;
7247
7248                 /* Otherwise, load it into a register.  */
7249                 tem = gen_reg_rtx (mode);
7250                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
7251                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
7252                   return 1;
7253
7254                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
7255                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
7256               }
7257           
7258           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
7259              Insert insns to calculate new compare value.  
7260              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
7261
7262           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7263             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
7264                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7265                 && v->mode == mode
7266                 && 0)
7267               {
7268                 rtx tem;
7269
7270                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7271                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7272                    insn, then we must adjust the value used here.
7273                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
7274                 if (v->auto_inc_opt
7275                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7276                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7277                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7278                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7279                   continue;
7280
7281                 if (! eliminate_p)
7282                   return 1;
7283
7284                 tem = gen_reg_rtx (mode);
7285
7286                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
7287                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
7288                                  v->new_reg, 1);
7289
7290                 /* Compute value to compare against.  */
7291                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
7292                 /* Use it in this insn.  */
7293                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
7294                 if (apply_change_group ())
7295                   return 1;
7296               }
7297         }
7298       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
7299         {
7300           if (invariant_p (arg) == 1)
7301             {
7302               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
7303                  add_val. Insert insns to compute new compare value. 
7304                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
7305
7306               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7307                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
7308                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7309                     && v->mode == mode
7310                     && 0)
7311                   {
7312                     rtx tem;
7313
7314                     /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7315                        to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7316                        insn, then we must adjust the value used here.
7317                        This is rare, so we don't bother to do so.  */
7318                     if (v->auto_inc_opt
7319                         && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7320                              && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7321                             || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7322                                 && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7323                       continue;
7324
7325                     if (! eliminate_p)
7326                       return 1;
7327
7328                     tem = gen_reg_rtx (mode);
7329
7330                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
7331                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
7332                                      v->new_reg, 1);
7333
7334                     /* Compute value to compare against.  */
7335                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
7336                                       tem, where);
7337                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
7338                     if (apply_change_group ())
7339                       return 1;
7340                   }
7341             }
7342
7343           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
7344              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
7345              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
7346              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
7347              but that can generate poor code.
7348
7349              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
7350              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
7351              we might have to do a topological sort of the order in which
7352              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
7353              this sort of thing now.  */
7354
7355 #if 0
7356           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
7357           if (GET_CODE (arg) != REG
7358               || reg_iv_type[REGNO (arg)] != BASIC_INDUCT)
7359             return 0;
7360
7361           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
7362              with identical coefficients.  */
7363           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7364             {
7365               struct induction *tv;
7366
7367               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
7368                 continue;
7369
7370               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
7371                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
7372                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
7373                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
7374                     && tv->mode == mode)
7375                   {
7376                     /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7377                        to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7378                        insn, then we must adjust the value used here.
7379                        This is rare, so we don't bother to do so.  */
7380                     if (v->auto_inc_opt
7381                         && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7382                              && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7383                             || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7384                                 && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7385                       continue;
7386
7387                     if (! eliminate_p)
7388                       return 1;
7389
7390                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
7391                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
7392                     /* Replace other operand with the other giv's
7393                        reduced reg.  */
7394                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
7395                     return 1;
7396                   }
7397             }
7398 #endif
7399         }
7400
7401       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
7402       return 0;
7403
7404     case MEM:
7405       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
7406          biv is used in it, since it will be replaced.  */
7407       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7408         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
7409           return 1;
7410       break;
7411
7412     default:
7413       break;
7414     }
7415
7416   /* See if any subexpression fails elimination.  */
7417   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7418   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7419     {
7420       switch (fmt[i])
7421         {
7422         case 'e':
7423           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl, 
7424                                        eliminate_p, where))
7425             return 0;
7426           break;
7427
7428         case 'E':
7429           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7430             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
7431                                          eliminate_p, where))
7432               return 0;
7433           break;
7434         }
7435     }
7436
7437   return 1;
7438 }  
7439 \f
7440 /* Return nonzero if the last use of REG
7441    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
7442
7443 static int
7444 last_use_this_basic_block (reg, insn)
7445      rtx reg;
7446      rtx insn;
7447 {
7448   rtx n;
7449   for (n = insn;
7450        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
7451        n = NEXT_INSN (n))
7452     {
7453       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
7454         return 1;
7455     }
7456   return 0;
7457 }
7458 \f
7459 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
7460    just record the location of the set and process it later.  */
7461
7462 static void
7463 record_initial (dest, set)
7464      rtx dest;
7465      rtx set;
7466 {
7467   struct iv_class *bl;
7468
7469   if (GET_CODE (dest) != REG
7470       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
7471       || reg_iv_type[REGNO (dest)] != BASIC_INDUCT)
7472     return;
7473
7474   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
7475
7476   /* If this is the first set found, record it.  */
7477   if (bl->init_insn == 0)
7478     {
7479       bl->init_insn = note_insn;
7480       bl->init_set = set;
7481     }
7482 }
7483 \f
7484 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
7485    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
7486    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
7487    use it.  */
7488
7489 static void
7490 update_reg_last_use (x, insn)
7491      rtx x;
7492      rtx insn;
7493 {
7494   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
7495      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
7496      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
7497      and hence this insn will never be the last use of x.  */
7498   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
7499       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
7500       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
7501     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
7502   else
7503     {
7504       register int i, j;
7505       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
7506       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
7507         {
7508           if (fmt[i] == 'e')
7509             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
7510           else if (fmt[i] == 'E')
7511             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7512               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
7513         }
7514     }
7515 }
7516 \f
7517 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
7518    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
7519    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
7520    be returned.
7521
7522    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
7523    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
7524    of the condition is desired, it should be placed in front of that
7525    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
7526
7527    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
7528    callers.  Specifically:
7529
7530    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
7531    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
7532    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
7533    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
7534        for GE, GEU, and LEU.  */
7535
7536 rtx
7537 get_condition (jump, earliest)
7538      rtx jump;
7539      rtx *earliest;
7540 {
7541   enum rtx_code code;
7542   rtx prev = jump;
7543   rtx set;
7544   rtx tem;
7545   rtx op0, op1;
7546   int reverse_code = 0;
7547   int did_reverse_condition = 0;
7548   enum machine_mode mode;
7549
7550   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
7551   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
7552       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
7553     return 0;
7554
7555   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
7556   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
7557   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
7558   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
7559
7560   if (earliest)
7561     *earliest = jump;
7562
7563   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
7564      the condition.  */
7565   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
7566       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
7567     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
7568
7569   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
7570      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
7571      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
7572      in cse.c  */
7573
7574   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
7575     {
7576       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
7577       rtx x = 0;
7578
7579 #ifdef HAVE_cc0
7580       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
7581          insn.  */
7582       if (op0 == cc0_rtx)
7583         {
7584           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
7585               || GET_CODE (prev) != INSN
7586               || (set = single_set (prev)) == 0
7587               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
7588             return 0;
7589
7590           op0 = SET_SRC (set);
7591           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
7592           if (earliest)
7593             *earliest = prev;
7594         }
7595 #endif
7596
7597       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
7598       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
7599         {
7600           op1 = XEXP (op0, 1);
7601           op0 = XEXP (op0, 0);
7602           continue;
7603         }
7604       else if (GET_CODE (op0) != REG)
7605         break;
7606
7607       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
7608          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
7609          we don't want to bother dealing with it.  */
7610
7611       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
7612           || GET_CODE (prev) != INSN
7613           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
7614           || (set = single_set (prev)) == 0)
7615         break;
7616
7617       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
7618          relevant.  */
7619       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
7620         {
7621           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
7622
7623           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
7624              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
7625              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
7626              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
7627              actually artificial, simply to prevent the combination, but
7628              should not affect other platforms.  */
7629
7630           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
7631                || (((code == NE
7632                      || (code == LT
7633                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
7634                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
7635                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7636                          && (STORE_FLAG_VALUE
7637                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
7638                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
7639 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
7640                      || (code == LT
7641                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
7642                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
7643 #endif
7644                      ))
7645                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
7646               && ((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
7647                   != (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC)))
7648             x = SET_SRC (set);
7649           else if (((code == EQ
7650                      || (code == GE
7651                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
7652                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7653                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
7654                          && (STORE_FLAG_VALUE
7655                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
7656                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
7657 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
7658                      || (code == GE
7659                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
7660                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
7661 #endif
7662                      ))
7663                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
7664                    && ((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
7665                        != (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC)))
7666             {
7667               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
7668                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
7669                  have had to reverse the condition.  */
7670               did_reverse_condition ^= 1;
7671               reverse_code = 1;
7672               x = SET_SRC (set);
7673             }
7674           else
7675             break;
7676         }
7677
7678       else if (reg_set_p (op0, prev))
7679         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
7680         break;
7681
7682       if (x)
7683         {
7684           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
7685             code = GET_CODE (x);
7686           if (reverse_code)
7687             {
7688               code = reverse_condition (code);
7689               did_reverse_condition ^= 1;
7690               reverse_code = 0;
7691             }
7692
7693           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
7694           if (earliest)
7695             *earliest = prev;
7696         }
7697     }
7698
7699   /* If constant is first, put it last.  */
7700   if (CONSTANT_P (op0))
7701     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
7702
7703   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
7704      was really being compared, so fail.  */
7705   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
7706     return 0;
7707
7708   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
7709      if we can do computations in the relevant mode and we do not
7710      overflow.  */
7711
7712   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
7713       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
7714       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7715     {
7716       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
7717       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
7718       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
7719         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
7720
7721       switch (code)
7722         {
7723         case LE:
7724           if (const_val != max_val >> 1)
7725             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
7726           break;
7727
7728         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
7729            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
7730         case GE:
7731           if ((const_val & max_val)
7732               != (((HOST_WIDE_INT) 1
7733                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
7734             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
7735           break;
7736
7737         case LEU:
7738           if (uconst_val < max_val)
7739             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
7740           break;
7741
7742         case GEU:
7743           if (uconst_val != 0)
7744             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
7745           break;
7746
7747         default:
7748           break;
7749         }
7750     }
7751
7752   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
7753      EQ or NE, return zero.  */
7754   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
7755       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
7756       && ! flag_fast_math
7757       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
7758     return 0;
7759
7760 #ifdef HAVE_cc0
7761   /* Never return CC0; return zero instead.  */
7762   if (op0 == cc0_rtx)
7763     return 0;
7764 #endif
7765
7766   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
7767 }
7768
7769 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
7770    unless both operands are invariants.  */
7771
7772 rtx
7773 get_condition_for_loop (x)
7774      rtx x;
7775 {
7776   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
7777
7778   if (comparison == 0
7779       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
7780       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
7781     return comparison;
7782
7783   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
7784                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
7785 }
7786
7787 #ifdef HAIFA
7788 /* Analyze a loop in order to instrument it with the use of count register.
7789    loop_start and loop_end are the first and last insns of the loop.
7790    This function works in cooperation with insert_bct ().
7791    loop_can_insert_bct[loop_num] is set according to whether the optimization
7792    is applicable to the loop.  When it is applicable, the following variables
7793    are also set:
7794     loop_start_value[loop_num]
7795     loop_comparison_value[loop_num]
7796     loop_increment[loop_num]
7797     loop_comparison_code[loop_num] */
7798
7799 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
7800 static void
7801 analyze_loop_iterations (loop_start, loop_end)
7802   rtx loop_start, loop_end;
7803 {
7804   rtx comparison, comparison_value;
7805   rtx iteration_var, initial_value, increment;
7806   enum rtx_code comparison_code;
7807
7808   rtx last_loop_insn;
7809   rtx insn;
7810   int i;
7811
7812   /* loop_variable mode */
7813   enum machine_mode original_mode;
7814
7815   /* find the number of the loop */
7816   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
7817
7818   /* we change our mind only when we are sure that loop will be instrumented */
7819   loop_can_insert_bct[loop_num] = 0;
7820
7821   /* is the optimization suppressed.  */
7822   if ( !flag_branch_on_count_reg )
7823     return;
7824
7825   /* make sure that count-reg is not in use */
7826   if (loop_used_count_register[loop_num]){
7827     if (loop_dump_stream)
7828       fprintf (loop_dump_stream,
7829               "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
7830               loop_num);
7831     return;
7832   }
7833
7834   /* make sure that the function has no indirect jumps.  */
7835   if (indirect_jump_in_function){
7836     if (loop_dump_stream)
7837       fprintf (loop_dump_stream,
7838               "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
7839               loop_num);
7840     return;
7841   }
7842
7843   /* make sure that the last loop insn is a conditional jump */
7844   last_loop_insn = PREV_INSN (loop_end);
7845   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN || !condjump_p (last_loop_insn)) {
7846     if (loop_dump_stream)
7847       fprintf (loop_dump_stream,
7848               "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
7849               loop_num);
7850     return;
7851   }
7852
7853   /* First find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
7854      branch, and the insn preceding it tests a register value, make that
7855      register the iteration variable.  */
7856
7857   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
7858      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
7859      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
7860      loop_end.  */
7861
7862   comparison = get_condition_for_loop (last_loop_insn);
7863   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
7864      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
7865
7866   if (comparison == 0) {
7867     if (loop_dump_stream)
7868       fprintf (loop_dump_stream,
7869               "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: comparison not found\n",
7870               loop_num);
7871     return;
7872   }
7873
7874   comparison_code = GET_CODE (comparison);
7875   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
7876   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7877
7878   original_mode = GET_MODE (iteration_var);
7879   if (GET_MODE_CLASS (original_mode) != MODE_INT
7880       || GET_MODE_SIZE (original_mode) != UNITS_PER_WORD) {
7881     if (loop_dump_stream)
7882       fprintf (loop_dump_stream,
7883               "analyze_loop_iterations %d: BCT Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
7884               loop_num);
7885     return;
7886   }
7887
7888   /* get info about loop bounds and increment */
7889   iteration_info (iteration_var, &initial_value, &increment,
7890                   loop_start, loop_end);
7891
7892   /* make sure that all required loop data were found */
7893   if (!(initial_value && increment && comparison_value
7894         && invariant_p (comparison_value) && invariant_p (increment)
7895         && ! indirect_jump_in_function))
7896     {
7897       if (loop_dump_stream) {
7898         fprintf (loop_dump_stream,
7899                 "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed because of wrong loop: ", loop_num);
7900         if (!(initial_value && increment && comparison_value)) {
7901           fprintf (loop_dump_stream, "\tbounds not available: ");
7902           if ( ! initial_value )
7903             fprintf (loop_dump_stream, "initial ");
7904           if ( ! increment )
7905             fprintf (loop_dump_stream, "increment ");
7906           if ( ! comparison_value )
7907             fprintf (loop_dump_stream, "comparison ");
7908           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
7909         }
7910         if (!invariant_p (comparison_value) || !invariant_p (increment))
7911           fprintf (loop_dump_stream, "\tloop bounds not invariant\n");
7912       }
7913       return;
7914     }
7915
7916   /* make sure that the increment is constant */
7917   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT) {
7918     if (loop_dump_stream)
7919       fprintf (loop_dump_stream,
7920               "analyze_loop_iterations %d: instrumentation failed: not arithmetic loop\n",
7921               loop_num);
7922     return;
7923   }
7924
7925   /* make sure that the loop contains neither function call, nor jump on table.
7926      (the count register might be altered by the called function, and might
7927      be used for a branch on table).  */
7928   for (insn = loop_start; insn && insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn)) {
7929     if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN){
7930       if (loop_dump_stream)
7931         fprintf (loop_dump_stream,
7932                 "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: function call in the loop\n",
7933                 loop_num);
7934       return;
7935     }
7936
7937     if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
7938        && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
7939            || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC)){
7940       if (loop_dump_stream)
7941         fprintf (loop_dump_stream,
7942                 "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
7943                 loop_num);
7944       return;
7945     }
7946   }
7947
7948   /* At this point, we are sure that the loop can be instrumented with BCT.
7949      Some of the loops, however, will not be instrumented - the final decision
7950      is taken by insert_bct () */
7951   if (loop_dump_stream)
7952     fprintf (loop_dump_stream,
7953             "analyze_loop_iterations: loop (luid =%d) can be BCT instrumented.\n",
7954             loop_num);
7955
7956   /* mark all enclosing loops that they cannot use count register */
7957   /* ???: In fact, since insert_bct may decide not to instrument this loop,
7958      marking here may prevent instrumenting an enclosing loop that could
7959     actually be instrumented.  But since this is rare, it is safer to mark
7960     here in case the order of calling  (analyze/insert)_bct would be changed.  */
7961   for (i=loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
7962     loop_used_count_register[i] = 1;
7963
7964   /* Set data structures which will be used by the instrumentation phase */
7965   loop_start_value[loop_num] = initial_value;
7966   loop_comparison_value[loop_num] = comparison_value;
7967   loop_increment[loop_num] = increment;
7968   loop_comparison_code[loop_num] = comparison_code;
7969   loop_can_insert_bct[loop_num] = 1;
7970 }
7971
7972
7973 /* instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
7974  loops with compile-time bounds, to those with run-time bounds.  The loop
7975  behaviour is analized according to the following characteristics/variables:
7976  ; Input variables:
7977  ;   comparison-value: the value to which the iteration counter is compared.
7978  ;   initial-value: iteration-counter initial value.
7979  ;   increment: iteration-counter increment.
7980  ; Computed variables:
7981  ;   increment-direction: the sign of the increment.
7982  ;   compare-direction: '1' for GT, GTE, '-1' for LT, LTE, '0' for NE.
7983  ;   range-direction: sign (comparison-value - initial-value)
7984  We give up on the following cases:
7985  ; loop variable overflow.
7986  ; run-time loop bounds with comparison code NE.
7987  */
7988
7989 static void
7990 insert_bct (loop_start, loop_end)
7991      rtx loop_start, loop_end;
7992 {
7993   rtx initial_value, comparison_value, increment;
7994   enum rtx_code comparison_code;
7995
7996   int increment_direction, compare_direction;
7997   int unsigned_p = 0;
7998
7999   /* if the loop condition is <= or >=, the number of iteration
8000       is 1 more than the range of the bounds of the loop */
8001   int add_iteration = 0;
8002
8003   /* the only machine mode we work with - is the integer of the size that the
8004      machine has */
8005   enum machine_mode loop_var_mode = SImode;
8006
8007   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
8008
8009   /* get loop-variables. No need to check that these are valid - already
8010      checked in analyze_loop_iterations ().  */
8011   comparison_code = loop_comparison_code[loop_num];
8012   initial_value = loop_start_value[loop_num];
8013   comparison_value = loop_comparison_value[loop_num];
8014   increment = loop_increment[loop_num];
8015
8016   /* check analyze_loop_iterations decision for this loop.  */
8017   if (! loop_can_insert_bct[loop_num]){
8018     if (loop_dump_stream)
8019       fprintf (loop_dump_stream,
8020               "insert_bct: [%d] - was decided not to instrument by analyze_loop_iterations ()\n",
8021               loop_num);
8022     return;
8023   }
8024
8025   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
8026   if (loop_unroll_factor [loop_num] == -1)
8027     return;
8028
8029   /* make sure that the last loop insn is a conditional jump .
8030      This check is repeated from analyze_loop_iterations (),
8031      because unrolling might have changed that.  */
8032   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
8033       || !condjump_p (PREV_INSN (loop_end))) {
8034     if (loop_dump_stream)
8035       fprintf (loop_dump_stream,
8036               "insert_bct: not instrumenting BCT because of invalid branch\n");
8037     return;
8038   }
8039
8040   /* fix increment in case loop was unrolled.  */
8041   if (loop_unroll_factor [loop_num] > 1)
8042     increment = GEN_INT ( INTVAL (increment) * loop_unroll_factor [loop_num] );
8043
8044   /* determine properties and directions of the loop */
8045   increment_direction = (INTVAL (increment) > 0) ? 1:-1;
8046   switch ( comparison_code ) {
8047   case LEU:
8048     unsigned_p = 1;
8049     /* fallthrough */
8050   case LE:
8051     compare_direction = 1;
8052     add_iteration = 1;
8053     break;
8054   case GEU:
8055     unsigned_p = 1;
8056     /* fallthrough */
8057   case GE:
8058     compare_direction = -1;
8059     add_iteration = 1;
8060     break;
8061   case EQ:
8062     /* in this case we cannot know the number of iterations */
8063     if (loop_dump_stream)
8064       fprintf (loop_dump_stream,
8065               "insert_bct: %d: loop cannot be instrumented: == in condition\n",
8066               loop_num);
8067     return;
8068   case LTU:
8069     unsigned_p = 1;
8070     /* fallthrough */
8071   case LT:
8072     compare_direction = 1;
8073     break;
8074   case GTU:
8075     unsigned_p = 1;
8076     /* fallthrough */
8077   case GT:
8078     compare_direction = -1;
8079     break;
8080   case NE:
8081     compare_direction = 0;
8082     break;
8083   default:
8084     abort ();
8085   }
8086
8087
8088   /* make sure that the loop does not end by an overflow */
8089   if (compare_direction != increment_direction) {
8090     if (loop_dump_stream)
8091       fprintf (loop_dump_stream,
8092               "insert_bct: %d: loop cannot be instrumented: terminated by overflow\n",
8093               loop_num);
8094     return;
8095   }
8096
8097   /* try to instrument the loop.  */
8098
8099   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
8100   if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8101     {
8102       int n_iterations;
8103       int increment_value_abs = INTVAL (increment) * increment_direction;
8104
8105       /* check the relation between compare-val and initial-val */
8106       int difference = INTVAL (comparison_value) - INTVAL (initial_value);
8107       int range_direction = (difference > 0) ? 1 : -1;
8108
8109       /* make sure the loop executes enough iterations to gain from BCT */
8110       if (difference > -3 && difference < 3) {
8111         if (loop_dump_stream)
8112           fprintf (loop_dump_stream,
8113                   "insert_bct: loop %d not BCT instrumented: too small iteration count.\n",
8114                   loop_num);
8115         return;
8116       }
8117
8118       /* make sure that the loop executes at least once */
8119       if ((range_direction ==  1 && compare_direction == -1)
8120           || (range_direction == -1 && compare_direction ==  1))
8121         {
8122           if (loop_dump_stream)
8123             fprintf (loop_dump_stream,
8124                     "insert_bct: loop %d: does not iterate even once. Not instrumenting.\n",
8125                     loop_num);
8126           return;
8127         }
8128
8129       /* make sure that the loop does not end by an overflow (in compile time
8130          bounds we must have an additional check for overflow, because here
8131          we also support the compare code of 'NE'.  */
8132       if (comparison_code == NE
8133           && increment_direction != range_direction) {
8134         if (loop_dump_stream)
8135           fprintf (loop_dump_stream,
8136                   "insert_bct (compile time bounds): %d: loop not instrumented: terminated by overflow\n",
8137                   loop_num);
8138         return;
8139       }
8140
8141       /* Determine the number of iterations by:
8142          ;
8143          ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
8144          ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
8145          ;                                           increment
8146          */
8147       difference = (range_direction > 0) ? difference : -difference;
8148 #if 0
8149       fprintf (stderr, "difference is: %d\n", difference); /* @*/
8150       fprintf (stderr, "increment_value_abs is: %d\n", increment_value_abs); /* @*/
8151       fprintf (stderr, "add_iteration is: %d\n", add_iteration); /* @*/
8152       fprintf (stderr, "INTVAL (comparison_value) is: %d\n", INTVAL (comparison_value)); /* @*/
8153       fprintf (stderr, "INTVAL (initial_value) is: %d\n", INTVAL (initial_value)); /* @*/
8154 #endif
8155
8156       if (increment_value_abs == 0) {
8157         fprintf (stderr, "insert_bct: error: increment == 0 !!!\n");
8158         abort ();
8159       }
8160       n_iterations = (difference + increment_value_abs - 1 + add_iteration)
8161         / increment_value_abs;
8162
8163 #if 0
8164       fprintf (stderr, "number of iterations is: %d\n", n_iterations); /* @*/
8165 #endif
8166       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
8167
8168       /* Done with this loop.  */
8169       return;
8170     }
8171
8172   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known at compile time.  */
8173   /* In this case we generate run_time calculation of the number of iterations */
8174
8175   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
8176   if (comparison_code == NE) {
8177     if (loop_dump_stream)
8178       fprintf (loop_dump_stream,
8179               "insert_bct: fail for loop %d: runtime bounds with != comparison\n",
8180               loop_num);
8181     return;
8182   }
8183
8184   else {
8185     /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
8186        loop executes at least once.  */
8187     rtx sequence;
8188     rtx iterations_num_reg;
8189
8190     int increment_value_abs = INTVAL (increment) * increment_direction;
8191
8192     /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
8193        expensive) divide is needed.  */
8194     if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
8195       {
8196         if (loop_dump_stream)
8197           fprintf (loop_dump_stream,
8198                   "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
8199         return;
8200       }
8201
8202     /* compute the number of iterations */
8203     start_sequence ();
8204     {
8205       rtx temp_reg;
8206
8207       /* Again, the number of iterations is calculated by:
8208          ;
8209          ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
8210          ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
8211          ;                                           increment
8212          */
8213       /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
8214          expand_binop?  */
8215       if (compare_direction > 0) {
8216         /* <, <= :the loop variable is increasing */
8217         temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab, comparison_value,
8218                                  initial_value, NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
8219       }
8220       else {
8221         temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab, initial_value,
8222                                  comparison_value, NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
8223       }
8224
8225       if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
8226         temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
8227                                  GEN_INT (increment_value_abs - 1 + add_iteration),
8228                                  NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
8229
8230       if (increment_value_abs != 1)
8231         {
8232           /* ??? This will generate an expensive divide instruction for
8233              most targets.  The original authors apparently expected this
8234              to be a shift, since they test for power-of-2 divisors above,
8235              but just naively generating a divide instruction will not give 
8236              a shift.  It happens to work for the PowerPC target because
8237              the rs6000.md file has a divide pattern that emits shifts.
8238              It will probably not work for any other target.  */
8239           iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, sdiv_optab,
8240                                              temp_reg,
8241                                              GEN_INT (increment_value_abs),
8242                                              NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
8243         }
8244       else
8245         iterations_num_reg = temp_reg;
8246     }
8247     sequence = gen_sequence ();
8248     end_sequence ();
8249     emit_insn_before (sequence, loop_start);
8250     instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
8251   }
8252 }
8253
8254 /* instrument loop by inserting a bct in it. This is done in the following way:
8255    1. A new register is created and assigned the hard register number of the count
8256     register.
8257    2. In the head of the loop the new variable is initialized by the value passed in the
8258     loop_num_iterations parameter.
8259    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
8260     The created comparison follows the pattern defined for the
8261     decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated in assembly
8262     generation phase.
8263    4. The compare&branch on the old variable is deleted. So, if the loop-variable was
8264     not used elsewhere, it will be eliminated by data-flow analisys.  */
8265
8266 static void
8267 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
8268      rtx loop_start, loop_end;
8269      rtx loop_num_iterations;
8270 {
8271   rtx temp_reg1, temp_reg2;
8272   rtx start_label;
8273
8274   rtx sequence;
8275   enum machine_mode loop_var_mode = SImode;
8276
8277   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
8278     {
8279       if (loop_dump_stream)
8280         fprintf (loop_dump_stream, "Loop: Inserting BCT\n");
8281
8282       /* eliminate the check on the old variable */
8283       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8284       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8285
8286       /* insert the label which will delimit the start of the loop */
8287       start_label = gen_label_rtx ();
8288       emit_label_after (start_label, loop_start);
8289
8290       /* insert initialization of the count register into the loop header */
8291       start_sequence ();
8292       temp_reg1 = gen_reg_rtx (loop_var_mode);
8293       emit_insn (gen_move_insn (temp_reg1, loop_num_iterations));
8294
8295       /* this will be count register */
8296       temp_reg2 = gen_rtx_REG (loop_var_mode, COUNT_REGISTER_REGNUM);
8297       /* we have to move the value to the count register from an GPR
8298          because rtx pointed to by loop_num_iterations could contain
8299          expression which cannot be moved into count register */
8300       emit_insn (gen_move_insn (temp_reg2, temp_reg1));
8301
8302       sequence = gen_sequence ();
8303       end_sequence ();
8304       emit_insn_after (sequence, loop_start);
8305
8306       /* insert new comparison on the count register instead of the
8307          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
8308          later recognized by assembly generation phase).  */
8309       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (temp_reg2, start_label),
8310                              loop_end);
8311       LABEL_NUSES (start_label)++;
8312     }
8313
8314 }
8315 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
8316
8317 #endif  /* HAIFA */
8318
8319 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
8320
8321    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
8322    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
8323 static int
8324 indirect_jump_in_function_p (start)
8325      rtx start;
8326 {
8327   rtx insn;
8328
8329   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
8330     if (computed_jump_p (insn))
8331       return 1;
8332
8333   return 0;
8334 }
8335
8336 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
8337    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
8338    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
8339
8340 static int
8341 insert_loop_mem (mem, data)
8342      rtx *mem;
8343      void *data;
8344 {
8345   int i;
8346   rtx m = *mem;
8347
8348   if (m == NULL_RTX)
8349     return 0;
8350
8351   switch (GET_CODE (m))
8352     {
8353     case MEM:
8354       break;
8355
8356     case CONST_DOUBLE:
8357       /* We're not interested in the MEM associated with a
8358          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
8359       return -1;
8360
8361     default:
8362       /* This is not a MEM.  */
8363       return 0;
8364     }
8365
8366   /* See if we've already seen this MEM.  */
8367   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
8368     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem)) 
8369       {
8370         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
8371           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
8372              this happens, something tricky is going on, and we just
8373              don't optimize accesses to this MEM.  */
8374           loop_mems[i].optimize = 0;
8375
8376         return 0;
8377       }
8378
8379   /* Resize the array, if necessary.  */
8380   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated) 
8381     {
8382       if (loop_mems_allocated != 0)
8383         loop_mems_allocated *= 2;
8384       else
8385         loop_mems_allocated = 32;
8386
8387       loop_mems = (loop_mem_info*) 
8388         xrealloc (loop_mems,
8389                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info)); 
8390     }
8391
8392   /* Actually insert the MEM.  */
8393   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
8394   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
8395      because we can't put it in a register.  We still store it in the
8396      table, though, so that if we see the same address later, but in a
8397      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
8398   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
8399   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
8400   ++loop_mems_idx;
8401 }
8402
8403 /* Like load_mems, but also ensures that N_TIMES_SET,
8404    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
8405    values after load_mems.  */
8406
8407 static void
8408 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
8409                                      reg_single_usage, insn_count)
8410      rtx scan_start;
8411      rtx end;
8412      rtx loop_top;
8413      rtx start;
8414      rtx *reg_single_usage;
8415      int *insn_count;
8416 {
8417   int nregs = max_reg_num ();
8418
8419   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
8420   
8421   /* Recalculate n_times_set and friends since load_mems may have
8422      created new registers.  */
8423   if (max_reg_num () > nregs)
8424     {
8425       int i;
8426       int old_nregs;
8427
8428       old_nregs = nregs;
8429       nregs = max_reg_num ();
8430
8431       /* Note that we assume here that enough room was allocated in
8432          the various arrays to accomodate the extra registers created
8433          by load_mems.  */
8434       bzero ((char *) n_times_set, nregs * sizeof (int));
8435       bzero (may_not_optimize, nregs);
8436       if (loop_has_call && reg_single_usage)
8437         bzero ((char *) reg_single_usage, nregs * sizeof (rtx));
8438
8439       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
8440                            may_not_optimize, reg_single_usage,
8441                            insn_count, nregs); 
8442
8443       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
8444         may_not_optimize[i] = 1, n_times_set[i] = 1;
8445       
8446 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
8447       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
8448          create CCmode register copies.  */
8449       for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < nregs - loop_mems_idx; i++)
8450         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
8451           may_not_optimize[i] = 1;
8452 #endif
8453
8454       /* Set n_times_used for the new registers.  */
8455       bcopy ((char *) (n_times_set + old_nregs),
8456              (char *) (n_times_used + old_nregs),
8457              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
8458     }
8459 }
8460
8461 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
8462    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
8463    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
8464
8465 static void
8466 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
8467      rtx scan_start;
8468      rtx end;
8469      rtx loop_top;
8470      rtx start;
8471 {
8472   int maybe_never = 0;
8473   int i;
8474   rtx p;
8475   rtx label = NULL_RTX;
8476   rtx end_label;
8477
8478   if (loop_mems_idx > 0) 
8479     {
8480       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
8481       int next_maybe_never = 0;
8482
8483       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
8484          loop are never executed.  */
8485       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top); 
8486            p != NULL_RTX && !maybe_never; 
8487            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
8488         {
8489           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
8490             maybe_never = 1;
8491           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
8492                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
8493                       around to the beginning, don't set maybe_never
8494                       for that.  This must be an unconditional jump,
8495                       otherwise the code at the top of the loop might
8496                       never be executed.  Unconditional jumps are
8497                       followed a by barrier then loop end.  */
8498                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN 
8499                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
8500                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
8501                          && simplejump_p (p)))
8502             {
8503               if (!condjump_p (p))
8504                 /* Something complicated.  */
8505                 maybe_never = 1;
8506               else
8507                 /* If there are any more instructions in the loop, they
8508                    might not be reached.  */
8509                 next_maybe_never = 1; 
8510             } 
8511           else if (next_maybe_never)
8512             maybe_never = 1;
8513         }
8514
8515       /* Actually move the MEMs.  */
8516       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i) 
8517         {
8518           int j;
8519           int written = 0;
8520           rtx reg;
8521           rtx mem = loop_mems[i].mem;
8522
8523           if (MEM_VOLATILE_P (mem) 
8524               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
8525             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
8526             loop_mems[i].optimize = 0;
8527
8528           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
8529              one is aliased by one of them.  */
8530           for (j = 0; j < loop_store_mems_idx; ++j) 
8531             {
8532               if (rtx_equal_p (mem, loop_store_mems[j]))
8533                 written = 1;
8534               else if (true_dependence (loop_store_mems[j], VOIDmode,
8535                                         mem, rtx_varies_p))
8536                 {
8537                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
8538                   loop_mems[i].optimize = 0;
8539                   break;
8540                 }
8541             }
8542           
8543           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
8544              are no reads from another MEM that aliases this one.  */ 
8545           if (loop_mems[i].optimize && written)
8546             {
8547               int j;
8548
8549               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
8550                 {
8551                   if (j == i)
8552                     continue;
8553                   else if (true_dependence (mem,
8554                                             VOIDmode,
8555                                             loop_mems[j].mem,
8556                                             rtx_varies_p))
8557                     {
8558                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
8559                          the loop because writes to it might not be
8560                          seen by reads from loop_mems[j].  */
8561                       loop_mems[i].optimize = 0;
8562                       break;
8563                     }
8564                 }
8565             }
8566
8567           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
8568             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
8569                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
8570             loop_mems[i].optimize = 0;
8571           
8572           if (!loop_mems[i].optimize)
8573             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
8574                loop, but later discovered that we could not.  */
8575             continue;
8576
8577           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
8578              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
8579              out of the loop just because this REG is neither a
8580              user-variable nor used in the loop test.  */
8581           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
8582           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
8583           loop_mems[i].reg = reg;
8584
8585           /* Now, replace all references to the MEM with the
8586              corresponding pesudos.  */
8587           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
8588                p != NULL_RTX;
8589                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
8590             {
8591               rtx_and_int ri;
8592               ri.r = p;
8593               ri.i = i;
8594               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
8595             }
8596
8597           if (!apply_change_group ())
8598             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
8599             loop_mems[i].optimize = 0;
8600           else
8601             {
8602               rtx set;
8603
8604               /* Load the memory immediately before START, which is
8605                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
8606               set = gen_rtx_SET (GET_MODE (reg), reg, mem);
8607               emit_insn_before (set, start);
8608
8609               if (written)
8610                 {
8611                   if (label == NULL_RTX)
8612                     {
8613                       /* We must compute the former
8614                          right-after-the-end label before we insert
8615                          the new one.  */
8616                       end_label = next_label (end);
8617                       label = gen_label_rtx ();
8618                       emit_label_after (label, end);
8619                     }
8620
8621                   /* Store the memory immediately after END, which is
8622                    the NOTE_LOOP_END.  */
8623                   set = gen_rtx_SET (GET_MODE (reg), mem, reg); 
8624                   emit_insn_after (set, label);
8625                 }
8626
8627               if (loop_dump_stream)
8628                 {
8629                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
8630                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
8631                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
8632                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
8633                 }
8634             }
8635         }
8636     }
8637
8638   if (label != NULL_RTX)
8639     {
8640       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
8641          label with the new one.  */
8642       rtx_pair rr; 
8643       rr.r1 = end_label;
8644       rr.r2 = label;
8645
8646       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8647         for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
8648     }
8649 }
8650
8651 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
8652    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
8653    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
8654    and the MEM we are currently replacing.  */
8655
8656 static int
8657 replace_loop_mem (mem, data)
8658      rtx *mem;
8659      void *data;
8660 {
8661   rtx_and_int *ri; 
8662   rtx insn;
8663   int i;
8664   rtx m = *mem;
8665
8666   if (m == NULL_RTX)
8667     return 0;
8668
8669   switch (GET_CODE (m))
8670     {
8671     case MEM:
8672       break;
8673
8674     case CONST_DOUBLE:
8675       /* We're not interested in the MEM associated with a
8676          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
8677       return -1;
8678
8679     default:
8680       /* This is not a MEM.  */
8681       return 0;
8682     }
8683
8684   ri = (rtx_and_int*) data;
8685   i = ri->i;
8686
8687   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
8688     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
8689     return 0;
8690
8691   insn = ri->r;
8692
8693   /* Actually replace the MEM.  */
8694   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
8695
8696   return 0;
8697 }
8698
8699 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
8700    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
8701    respectively.  */
8702
8703 static int
8704 replace_label (x, data)
8705      rtx *x;
8706      void *data;
8707 {
8708   rtx l = *x;
8709   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
8710   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
8711
8712   if (l == NULL_RTX)
8713     return 0;
8714
8715   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
8716     return 0;
8717
8718   if (XEXP (l, 0) != old_label)
8719     return 0;
8720   
8721   XEXP (l, 0) = new_label;
8722   ++LABEL_NUSES (new_label);
8723   --LABEL_NUSES (old_label);
8724
8725   return 0;
8726 }
8727
8728