gcc/loop.c

   1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
   2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-98, 1999 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4 This file is part of GNU CC.
   5
   6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   9 any later version.
  10
  11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
  12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 GNU General Public License for more details.
  15
  16 You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
  18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
  19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  20
  21
  22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
  23    It finds invariant computations within loops and moves them
  24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
  25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
  26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
  27    the basic induction variables.
  28
  29    It also finds cases where
  30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
  31    and changes these to zero the entire register once before the loop
  32    and merely copy the low part within the loop.
  33
  34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
  35    while to do these things.  */
  36
  37 #include "config.h"
  38 #include "system.h"
  39 #include "rtl.h"
  40 #include "obstack.h"
  41 #include "expr.h"
  42 #include "insn-config.h"
  43 #include "insn-flags.h"
  44 #include "regs.h"
  45 #include "hard-reg-set.h"
  46 #include "recog.h"
  47 #include "flags.h"
  48 #include "real.h"
  49 #include "loop.h"
  50 #include "except.h"
  51 #include "toplev.h"
  52
  53 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
  54    The luids are like uids but increase monotonically always.
  55    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
  56
  57 int *uid_luid;
  58
  59 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
  60    number the insn is contained in.  */
  61
  62 int *uid_loop_num;
  63
  64 /* 1 + largest uid of any insn.  */
  65
  66 int max_uid_for_loop;
  67
  68 /* 1 + luid of last insn.  */
  69
  70 static int max_luid;
  71
  72 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
  73    next few tables.  */
  74
  75 static int max_loop_num;
  76
  77 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
  78
  79 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
  80
  81 /* Likewise for the continue insn */
  82 static rtx *loop_number_loop_cont;
  83
  84 /* The first code_label that is reached in every loop iteration.
  85    0 when not computed yet, initially const0_rtx if a jump couldn't be
  86    followed.
  87    Also set to 0 when there is no such label before the NOTE_INSN_LOOP_CONT
  88    of this loop, or in verify_dominator, if a jump couldn't be followed.  */
  89 static rtx *loop_number_cont_dominator;
  90
  91 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
  92
  93 int *loop_outer_loop;
  94
  95 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
  96 /* Records whether resource in use by inner loop.  */
  97
  98 int *loop_used_count_register;
  99 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 100
 101 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
 102    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
 103
 104 static char *loop_invalid;
 105
 106 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
 107    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
 108    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
 109
 110    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
 111    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
 112    return, so the presense of a return does not affect any of the
 113    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
 114    instructions on this list.  */
 115
 116 rtx *loop_number_exit_labels;
 117
 118 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
 119    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
 120
 121 int *loop_number_exit_count;
 122
 123 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
 124
 125 static int loop_has_call;
 126
 127 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
 128    loop.  */
 129
 130 static int loop_has_volatile;
 131
 132 /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
 133
 134 static int loop_has_tablejump;
 135
 136 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
 137    current loop.  A continue statement will generate a branch to
 138    NEXT_INSN (loop_continue).  */
 139
 140 static rtx loop_continue;
 141
 142 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
 143    is set during the loop being scanned.
 144    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
 145    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
 146    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
 147    not known equal to a constant.
 148    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
 149    while the failed candidates have the original number of times set.
 150
 151    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
 152    < 0 a conditionally invariant one.  */
 153
 154 static varray_type set_in_loop;
 155
 156 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
 157    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
 158    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
 159
 160 static varray_type n_times_set;
 161
 162 /* Index by register number, 1 indicates that the register
 163    cannot be moved or strength reduced.  */
 164
 165 static varray_type may_not_optimize;
 166
 167 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
 168    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
 169
 170 static varray_type reg_single_usage;
 171
 172 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
 173    This reduces the desire to move it out of another.  */
 174
 175 static char *moved_once;
 176
 177 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
 178
 179 static rtx loop_store_mems;
 180
 181 /* The insn where the first of these was found.  */
 182 static rtx first_loop_store_insn;
 183
 184 typedef struct loop_mem_info {
 185   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
 186   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
 187   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
 188 } loop_mem_info;
 189
 190 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
 191    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
 192    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
 193    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
 194
 195 static loop_mem_info *loop_mems;
 196
 197 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
 198
 199 static int loop_mems_idx;
 200
 201 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
 202
 203 static int loop_mems_allocated;
 204
 205 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
 206    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
 207    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
 208
 209 static int unknown_address_altered;
 210
 211 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
 212 static int num_movables;
 213
 214 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
 215 static int num_mem_sets;
 216
 217 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
 218 static int loops_enclosed;
 219
 220 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
 221    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
 222 int max_reg_before_loop;
 223
 224 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
 225    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
 226    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
 227    that array.  */
 228
 229 static struct obstack temp_obstack;
 230
 231 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
 232
 233 extern struct obstack *rtl_obstack;
 234
 235 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
 236 #define obstack_chunk_free free
 237 \f
 238 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
 239    is made to record all the movable insns found.
 240    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
 241
 242 struct movable
 243 {
 244   rtx insn;                     /* A movable insn */
 245   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
 246   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
 247   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
 248                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
 249   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
 250                                    that must be moved with this one.  */
 251   int regno;                    /* The register it sets */
 252   short lifetime;               /* lifetime of that register;
 253                                    may be adjusted when matching movables
 254                                    that load the same value are found.  */
 255   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
 256                                    including other movables that force this
 257                                    or match this one.  */
 258   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
 259   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
 260   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
 261                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
 262                    that the reg is live outside the range from where it is set
 263                    to the following label.  */
 264   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
 265
 266   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
 267                                    In particular, moving it does not make it
 268                                    invariant.  */
 269   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
 270                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
 271   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
 272                                     first insn of a consecutive sets group.  */
 273   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
 274   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
 275                                    that we should avoid changing when clearing
 276                                    the rest of the reg.  */
 277   struct movable *match;        /* First entry for same value */
 278   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
 279   struct movable *next;
 280 };
 281
 282 static struct movable *the_movables;
 283
 284 FILE *loop_dump_stream;
 285
 286 /* Forward declarations.  */
 287
 288 static void verify_dominator PROTO((int));
 289 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
 290 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
 291 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx));
 292 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
 293 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
 294 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
 295 static void count_one_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
 296
 297 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
 298                                        int *, int));
 299 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
 300 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
 301 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, int, int));
 302 #if 0
 303 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
 304 #endif
 305 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
 306 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
 307 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
 308 static void force_movables PROTO((struct movable *));
 309 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
 310 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 311 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 312 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
 313 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
 314 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
 315 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx, rtx, int, int));
 316 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, varray_type));
 317 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
 318 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, rtx, rtx));
 319 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *, int, int));
 320 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx,
 321                                      unsigned HOST_WIDE_INT));
 322 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, rtx *, rtx, rtx));
 323 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
 324 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **));
 325 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
 326 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
 327 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
 328 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx, struct loop_info *));
 329 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
 330 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
 331 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
 332 struct recombine_givs_stats;
 333 static int find_life_end PROTO((rtx, struct recombine_givs_stats *, rtx, rtx));
 334 static void recombine_givs PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int));
 335 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
 336 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
 337 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
 338 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
 339 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
 340 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
 341 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 342 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
 343                                                        rtx, int *));
 344 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 345 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 346 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 347 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
 348
 349 typedef struct rtx_and_int {
 350   rtx r;
 351   int i;
 352 } rtx_and_int;
 353
 354 typedef struct rtx_pair {
 355   rtx r1;
 356   rtx r2;
 357 } rtx_pair;
 358
 359 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
 360 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
 361   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
 362    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
 363    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
 364
 365 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 366 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
 367 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
 368
 369 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
 370 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
 371 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 372
 373 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
 374 int indirect_jump_in_function = 0;
 375 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
 376
 377 static int compute_luids PROTO((rtx, rtx, int));
 378
 379 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PROTO((struct induction *,
 380                                                    struct induction *, rtx));
 381 \f
 382 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
 383 static int add_cost;
 384 #if 0
 385 static int shift_cost;
 386 static int mult_cost;
 387 #endif
 388
 389 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
 390    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
 391 static int copy_cost;
 392
 393 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
 394 static int reg_address_cost;
 395
 396
 397 void
 398 init_loop ()
 399 {
 400   char *free_point = (char *) oballoc (1);
 401   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
 402
 403   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
 404
 405 #ifdef ADDRESS_COST
 406   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
 407 #else
 408   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
 409 #endif
 410
 411   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
 412      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
 413      will be far less than the cost of an add.  */
 414
 415   copy_cost = 2 * 2;
 416
 417   /* Free the objects we just allocated.  */
 418   obfree (free_point);
 419
 420   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
 421   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
 422 }
 423 \f
 424 /* Compute the mapping from uids to luids.
 425    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
 426    except that luids increase monotonically through the code.
 427    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
 428    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
 429 static int
 430 compute_luids (start, end, prev_luid)
 431      rtx start, end;
 432      int prev_luid;
 433 {
 434   int i;
 435   rtx insn;
 436
 437   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
 438     {
 439       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
 440         continue;
 441       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
 442          luids between two insns is not affected by -g.  */
 443       if (GET_CODE (insn) != NOTE
 444           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
 445         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
 446       else
 447         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
 448         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
 449     }
 450   return i + 1;
 451 }
 452 \f
 453 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
 454    on the current function.  F is the first insn of the function
 455    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
 456    (or 0 if none should be output).  */
 457
 458 void
 459 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
 460      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
 461      rtx f;
 462      FILE *dumpfile;
 463      int unroll_p, bct_p;
 464 {
 465   register rtx insn;
 466   register int i;
 467
 468   loop_dump_stream = dumpfile;
 469
 470   init_recog_no_volatile ();
 471
 472   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
 473
 474   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
 475   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
 476
 477   regs_may_share = 0;
 478
 479   /* Count the number of loops.  */
 480
 481   max_loop_num = 0;
 482   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
 483     {
 484       if (GET_CODE (insn) == NOTE
 485           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
 486         max_loop_num++;
 487     }
 488
 489   /* Don't waste time if no loops.  */
 490   if (max_loop_num == 0)
 491     return;
 492
 493   /* Get size to use for tables indexed by uids.
 494      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
 495   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
 496
 497   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 498   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 499
 500   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 501   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 502
 503   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
 504      not be zeroed.  */
 505   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 506   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 507   loop_number_loop_cont = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 508   loop_number_cont_dominator = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 509   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 510   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
 511   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 512   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 513
 514 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 515   /* Allocate for BCT optimization */
 516   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 517   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
 518 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 519
 520   /* Find and process each loop.
 521      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
 522   find_and_verify_loops (f);
 523
 524   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
 525      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
 526      function.  */
 527   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
 528
 529   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
 530      will have entries in the register tables.
 531
 532      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
 533      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
 534   init_alias_analysis ();
 535
 536   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
 537      one more that the maximum uid of all insn.  */
 538   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
 539     abort ();
 540   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
 541   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
 542
 543   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it might
 544      have rearranged code afterwards, so we need to recompute the luids now.  */
 545   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
 546
 547   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
 548      deleted.  It is possible that the first or last insn
 549      using some register has been deleted by cross-jumping.
 550      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
 551      points to the general area where that insn used to be.  */
 552   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 553     {
 554       uid_luid[0] = uid_luid[i];
 555       if (uid_luid[0] != 0)
 556         break;
 557     }
 558   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 559     if (uid_luid[i] == 0)
 560       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
 561
 562   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
 563   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 564     find_loop_tree_blocks ();
 565
 566   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
 567      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
 568   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
 569
 570   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
 571      before outer ones.  */
 572   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
 573     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
 574       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
 575                  loop_number_loop_cont[i], unroll_p, bct_p);
 576
 577   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
 578      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
 579      to one mapping will remain.  */
 580   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 581     unroll_block_trees ();
 582
 583   end_alias_analysis ();
 584 }
 585 \f
 586 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
 587    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
 588    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
 589    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
 590    bottom.  */
 591
 592 static rtx
 593 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
 594      rtx insn;
 595      rtx start;
 596      rtx end;
 597      rtx loop_top;
 598 {
 599   insn = NEXT_INSN (insn);
 600
 601   if (insn == end)
 602     {
 603       if (loop_top)
 604         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
 605         insn = loop_top;
 606       else
 607         /* We're done.  */
 608         insn = NULL_RTX;
 609     }
 610
 611   if (insn == start)
 612     /* We're done.  */
 613     insn = NULL_RTX;
 614
 615   return insn;
 616 }
 617
 618 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
 619    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
 620    NOTE_INSN_LOOP_END.
 621    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
 622
 623 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
 624    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
 625    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
 626    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
 627    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
 628
 629 static void
 630 scan_loop (loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
 631      rtx loop_start, end, loop_cont;
 632      int unroll_p, bct_p;
 633 {
 634   register int i;
 635   rtx p;
 636   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
 637   int maybe_never = 0;
 638   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
 639      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
 640   int call_passed = 0;
 641   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
 642      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
 643   rtx loop_top = 0;
 644   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
 645   rtx loop_entry_jump = 0;
 646   /* Place in the loop where control enters.  */
 647   rtx scan_start;
 648   /* Number of insns in the loop.  */
 649   int insn_count;
 650   int in_libcall = 0;
 651   int tem;
 652   rtx temp;
 653   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
 654   rtx set, set1;
 655   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
 656   struct movable *movables = 0;
 657   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
 658   struct movable *last_movable = 0;
 659   /* Ratio of extra register life span we can justify
 660      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
 661      since in that case saving an insn makes more difference
 662      and more registers are available.  */
 663   int threshold;
 664   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
 665   int loop_depth = 0;
 666   int nregs;
 667
 668   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
 669      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
 670      that is too complex to duplicate in front of the loop.
 671
 672      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
 673      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
 674      (because we might have a loop executed only once that contains a
 675      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
 676      (in case we have a degenerate loop).
 677
 678      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
 679      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
 680      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
 681      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
 682      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
 683
 684   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
 685        p != end
 686          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
 687          && (GET_CODE (p) != NOTE
 688              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
 689                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
 690        p = NEXT_INSN (p))
 691     ;
 692
 693   scan_start = p;
 694
 695   /* Set up variables describing this loop.  */
 696   prescan_loop (loop_start, end);
 697   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
 698
 699   /* If loop has a jump before the first label,
 700      the true entry is the target of that jump.
 701      Start scan from there.
 702      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
 703      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
 704   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
 705     {
 706       loop_entry_jump = p;
 707
 708       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
 709       if (simplejump_p (p)
 710           && JUMP_LABEL (p) != 0
 711           /* Check to see whether the jump actually
 712              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
 713              This case can happen for things like
 714              do {..} while (0).  If this label was generated previously
 715              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
 716              the loop.  */
 717           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
 718         {
 719           loop_top = next_label (scan_start);
 720           scan_start = JUMP_LABEL (p);
 721         }
 722     }
 723
 724   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
 725      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
 726      test may never be true, but it's best to play it safe.)
 727
 728      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
 729      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
 730      test above.  */
 731
 732   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
 733       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
 734     {
 735       if (loop_dump_stream)
 736         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
 737                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
 738       return;
 739     }
 740
 741   /* Count number of times each reg is set during this loop.
 742      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
 743      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
 744
 745   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
 746      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
 747      that even after the moving of movables creates some new registers
 748      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
 749      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
 750   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
 751   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
 752   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
 753   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
 754   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
 755
 756   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
 757                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
 758
 759   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
 760     {
 761       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 762       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
 763     }
 764
 765 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
 766   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
 767      create CCmode register copies.  */
 768   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
 769     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
 770       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 771 #endif
 772
 773   bcopy ((char *) &set_in_loop->data,
 774          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
 775
 776   if (loop_dump_stream)
 777     {
 778       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
 779                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
 780       if (loop_continue)
 781         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
 782                  INSN_UID (loop_continue));
 783     }
 784
 785   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
 786      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
 787      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
 788      We consider whether subsequent insns use the reg
 789      in deciding whether it is worth actually moving.
 790
 791      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
 792      and therefore it is possible that the insns we are scanning
 793      would never be executed.  At such times, we must make sure
 794      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
 795      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
 796      so that is not a problem.  */
 797
 798   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
 799        p != NULL_RTX;
 800        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
 801     {
 802       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 803           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
 804         in_libcall = 1;
 805       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 806                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 807         in_libcall = 0;
 808
 809       if (GET_CODE (p) == INSN
 810           && (set = single_set (p))
 811           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
 812           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
 813         {
 814           int tem1 = 0;
 815           int tem2 = 0;
 816           int move_insn = 0;
 817           rtx src = SET_SRC (set);
 818           rtx dependencies = 0;
 819
 820           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
 821              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
 822              specified, use it as the source and mark that we should move
 823              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
 824              insn.
 825
 826              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
 827              is present.  */
 828           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 829           if (temp)
 830             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 831           else
 832             {
 833               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 834               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 835                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 836               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 837                 {
 838                   src = XEXP (temp, 0);
 839                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
 840                      the equivalent expression.  To move the libcall,
 841                      we must move those regs too.  */
 842                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
 843                 }
 844             }
 845
 846           /* Don't try to optimize a register that was made
 847              by loop-optimization for an inner loop.
 848              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
 849           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
 850             ;
 851           else if (/* The register is used in basic blocks other
 852                       than the one where it is set (meaning that
 853                       something after this point in the loop might
 854                       depend on its value before the set).  */
 855                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
 856                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
 857                       the loop starts, or the value before the set is
 858                       needed before the set occurs...
 859
 860                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
 861                       by the fact that the previous test will often fail for
 862                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
 863                       each time for register usage, we should build tables
 864                       of the register usage and use them here instead.  */
 865                    && (maybe_never
 866                        || loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
 867                                                   scan_start, end)))
 868             /* It is unsafe to move the set.
 869
 870                This code used to consider it OK to move a set of a variable
 871                which was not created by the user and not used in an exit test.
 872                That behavior is incorrect and was removed.  */
 873             ;
 874           else if ((tem = invariant_p (src))
 875                    && (dependencies == 0
 876                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
 877                    && (VARRAY_INT (set_in_loop,
 878                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
 879                        || (tem1
 880                            = consec_sets_invariant_p
 881                            (SET_DEST (set),
 882                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
 883                             p)))
 884                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
 885                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
 886                       once loop is entered.  Even a function call might
 887                       prevent the trap insn from being reached
 888                       (since it might exit!)  */
 889                    && ! ((maybe_never || call_passed)
 890                          && may_trap_p (src)))
 891             {
 892               register struct movable *m;
 893               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
 894
 895               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
 896                  can be combined as long as they are both in the loop, but
 897                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
 898                  this can lose.  The most common case of this is the address
 899                  of a function being called.
 900
 901                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
 902                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
 903                  we can replace the usage of this register with the source
 904                  of this SET.  If we can, delete this insn.
 905
 906                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
 907                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
 908
 909               if (loop_has_call
 910                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
 911                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
 912                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
 913                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
 914                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
 915                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
 916                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
 917                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
 918                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
 919                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
 920                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
 921                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
 922                      a call-clobbered register and the life of REGNO
 923                      might span a call.  */
 924                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
 925                                            VARRAY_RTX
 926                                            (reg_single_usage, regno))
 927                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 928                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
 929                                            VARRAY_RTX
 930                                            (reg_single_usage, regno)))
 931                 {
 932                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
 933                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
 934                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
 935                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 936                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
 937                                               (reg_single_usage, regno)),
 938                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
 939
 940                   PUT_CODE (p, NOTE);
 941                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
 942                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
 943                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
 944                   continue;
 945                 }
 946
 947               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
 948               m->next = 0;
 949               m->insn = p;
 950               m->set_src = src;
 951               m->dependencies = dependencies;
 952               m->set_dest = SET_DEST (set);
 953               m->force = 0;
 954               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop,
 955                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
 956               m->done = 0;
 957               m->forces = 0;
 958               m->partial = 0;
 959               m->move_insn = move_insn;
 960               m->move_insn_first = 0;
 961               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
 962               m->savemode = VOIDmode;
 963               m->regno = regno;
 964               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
 965                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
 966               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
 967               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] > INSN_LUID (end)
 968                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
 969               m->match = 0;
 970               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
 971                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
 972               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
 973               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 974                 m->savings += libcall_benefit (p);
 975               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
 976               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
 977               if (movables == 0)
 978                 movables = m;
 979               else
 980                 last_movable->next = m;
 981               last_movable = m;
 982
 983               if (m->consec > 0)
 984                 {
 985                   /* It is possible for the first instruction to have a
 986                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
 987                      remember the status of the first instruction in case
 988                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
 989                   m->move_insn_first = m->move_insn;
 990
 991                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
 992                   p = next_nonnote_insn (p);
 993                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
 994                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
 995                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
 996                   p = prev_nonnote_insn (p);
 997
 998                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
 999                      m->set_src to correspond to the effects of all the
1000                      insns.  */
1001                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1002                   if (temp)
1003                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1004                   else
1005                     {
1006                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1007                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1008                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1009                       else
1010                         m->move_insn = 0;
1011
1012                     }
1013                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1014                 }
1015             }
1016           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1017              or set to zero, then its high bytes are constant.
1018              So clear them outside the loop and within the loop
1019              just load the low bytes.
1020              We must check that the machine has an instruction to do so.
1021              Also, if the value loaded into the register
1022              depends on the same register, this cannot be done.  */
1023           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1024                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
1025                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1026                    && GET_CODE (set1) == SET
1027                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1028                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1029                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1030                        == SET_DEST (set))
1031                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1032             {
1033               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1034               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
1035                 {
1036                   register struct movable *m;
1037                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1038                   m->next = 0;
1039                   m->insn = p;
1040                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1041                   m->dependencies = 0;
1042                   m->force = 0;
1043                   m->consec = 0;
1044                   m->done = 0;
1045                   m->forces = 0;
1046                   m->move_insn = 0;
1047                   m->move_insn_first = 0;
1048                   m->partial = 1;
1049                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1050                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1051                      Not even if the reg is used only within this loop.
1052                      Consider this:
1053                      while (1)
1054                        while (s != t) {
1055                          if (foo ()) x = *s;
1056                          use (x);
1057                        }
1058                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1059                      being saved from the last time around the outer loop.
1060                      However, if the reg is not used outside this loop
1061                      and all uses of the register are in the same
1062                      basic block as the store, there is no problem.
1063
1064                      If this insn was made by loop, we don't know its
1065                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1066                      assumption.  */
1067                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1068                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1069                                    > INSN_LUID (end))
1070                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1071                                    < INSN_LUID (p))
1072                                || (labels_in_range_p
1073                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1074                   if (maybe_never && m->global)
1075                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1076                   else
1077                     m->savemode = VOIDmode;
1078                   m->regno = regno;
1079                   m->cond = 0;
1080                   m->match = 0;
1081                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1082                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1083                   m->savings = 1;
1084                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1085                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1086                   if (movables == 0)
1087                     movables = m;
1088                   else
1089                     last_movable->next = m;
1090                   last_movable = m;
1091                 }
1092             }
1093         }
1094       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1095          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1096          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1097          so they don't count.  */
1098       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1099         call_passed = 1;
1100       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1101          can't count on whether or how many times they will be
1102          executed during each iteration.  Therefore, we can
1103          only move out sets of trivial variables
1104          (those not used after the loop).  */
1105       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1106       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1107                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1108                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1109                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1110                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1111                   followed a by barrier then loop end.  */
1112                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
1113                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
1114                      && simplejump_p (p)))
1115         maybe_never = 1;
1116       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1117         {
1118           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1119              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1120              code has been duplicated.  */
1121           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1122             maybe_never = call_passed = 0;
1123           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1124             loop_depth++;
1125           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1126             loop_depth--;
1127         }
1128     }
1129
1130   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1131
1132   ignore_some_movables (movables);
1133
1134   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1135      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1136      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1137      since the second can be moved only if the first is.  */
1138
1139   force_movables (movables);
1140
1141   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1142      If there are, make all but the first point at the first one
1143      through the `match' field, and add the priorities of them
1144      all together as the priority of the first.  */
1145
1146   combine_movables (movables, nregs);
1147
1148   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1149      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1150
1151      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1152      optimizing for code size.  */
1153
1154   if (! optimize_size)
1155     move_movables (movables, threshold,
1156                    insn_count, loop_start, end, nregs);
1157
1158   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1159      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1160   for (i = 0; i < nregs; i++)
1161     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1162       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1163
1164   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1165      hoist even more memory references.  */
1166   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1167                                        loop_start, &insn_count);
1168
1169   if (flag_strength_reduce)
1170     {
1171       the_movables = movables;
1172       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1173                        insn_count, loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p);
1174     }
1175
1176   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1177   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1178   VARRAY_FREE (n_times_set);
1179   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1180 }
1181 \f
1182 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1183    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1184
1185 void
1186 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1187      rtx in_this, not_in_this;
1188      rtx *output;
1189 {
1190   enum rtx_code code;
1191   char *fmt;
1192   int i;
1193
1194   code = GET_CODE (in_this);
1195
1196   switch (code)
1197     {
1198     case PC:
1199     case CC0:
1200     case CONST_INT:
1201     case CONST_DOUBLE:
1202     case CONST:
1203     case SYMBOL_REF:
1204     case LABEL_REF:
1205       return;
1206
1207     case REG:
1208       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1209           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1210         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1211       return;
1212
1213     default:
1214       break;
1215     }
1216
1217   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1218   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1219     {
1220       int j;
1221
1222       switch (fmt[i])
1223         {
1224         case 'E':
1225           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1226             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1227           break;
1228
1229         case 'e':
1230           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1231           break;
1232         }
1233     }
1234 }
1235 \f
1236 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1237    aside from those mentioned in the equivalent value.
1238    If there are none, return 0.
1239    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1240
1241 rtx
1242 libcall_other_reg (insn, equiv)
1243      rtx insn, equiv;
1244 {
1245   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1246   rtx p = XEXP (note, 0);
1247   rtx output = 0;
1248
1249   /* First, find all the regs used in the libcall block
1250      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1251
1252   while (p != insn)
1253     {
1254       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1255           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1256         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1257       p = NEXT_INSN (p);
1258     }
1259
1260   return output;
1261 }
1262 \f
1263 /* Return 1 if all uses of REG
1264    are between INSN and the end of the basic block.  */
1265
1266 static int
1267 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1268      rtx insn, reg;
1269 {
1270   int regno = REGNO (reg);
1271   rtx p;
1272
1273   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1274     return 0;
1275
1276   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1277   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1278     {
1279       switch (GET_CODE (p))
1280         {
1281         case NOTE:
1282           break;
1283
1284         case INSN:
1285         case CALL_INSN:
1286           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1287           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1288             return 1;
1289           break;
1290
1291         case JUMP_INSN:
1292           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1293           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1294             return 1;
1295           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1296           return 0;
1297
1298         case CODE_LABEL:
1299         case BARRIER:
1300           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1301           return 0;
1302
1303         default:
1304           break;
1305         }
1306     }
1307
1308   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1309   abort ();
1310 }
1311 \f
1312 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1313    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1314    value directly or can contain a library call.  */
1315
1316 static int
1317 libcall_benefit (last)
1318      rtx last;
1319 {
1320   rtx insn;
1321   int benefit = 0;
1322
1323   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1324        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1325     {
1326       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1327         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1328                                    routine.  */
1329       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1330                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1331                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1332         benefit++;
1333     }
1334
1335   return benefit;
1336 }
1337 \f
1338 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1339
1340 static rtx
1341 skip_consec_insns (insn, count)
1342      rtx insn;
1343      int count;
1344 {
1345   for (; count > 0; count--)
1346     {
1347       rtx temp;
1348
1349       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1350       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1351          be an insn here.  */
1352       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1353           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1354         insn = XEXP (temp, 0);
1355
1356       do insn = NEXT_INSN (insn);
1357       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1358     }
1359
1360   return insn;
1361 }
1362
1363 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1364    which is part of another movable.
1365    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1366    was made later and so appears later on the chain.  */
1367
1368 static void
1369 ignore_some_movables (movables)
1370      struct movable *movables;
1371 {
1372   register struct movable *m, *m1;
1373
1374   for (m = movables; m; m = m->next)
1375     {
1376       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1377       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1378       if (note)
1379         {
1380           rtx insn;
1381           /* Check for earlier movables inside that range,
1382              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1383              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1384              Rather than reject all such insns from movables, we just
1385              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1386              libcalls aren't that common).  */
1387           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1388             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1389               if (m1->insn == insn)
1390                 m1->done = 1;
1391         }
1392     }
1393 }
1394
1395 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1396    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1397    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1398    since the second can be moved only if the first is.  */
1399
1400 static void
1401 force_movables (movables)
1402      struct movable *movables;
1403 {
1404   register struct movable *m, *m1;
1405   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1406     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1407     if (!m1->partial && !m1->done)
1408       {
1409         int regno = m1->regno;
1410         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1411           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1412              register of M1 to be used after this insn?
1413              Since CSE does not update regno_last_uid,
1414              this insn M->insn might not be where it dies.
1415              But very likely this doesn't matter; what matters is
1416              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1417           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1418               && !m->done)
1419             break;
1420         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1421             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1422             && m->consec == 0)
1423           m = 0;
1424
1425         /* Increase the priority of the moving the first insn
1426            since it permits the second to be moved as well.  */
1427         if (m != 0)
1428           {
1429             m->forces = m1;
1430             m1->lifetime += m->lifetime;
1431             m1->savings += m->savings;
1432           }
1433       }
1434 }
1435 \f
1436 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1437    one register.  */
1438
1439 static void
1440 combine_movables (movables, nregs)
1441      struct movable *movables;
1442      int nregs;
1443 {
1444   register struct movable *m;
1445   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1446   enum machine_mode mode;
1447
1448   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1449      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1450   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1451
1452   for (m = movables; m; m = m->next)
1453     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1454       {
1455         register struct movable *m1;
1456         int regno = m->regno;
1457
1458         bzero (matched_regs, nregs);
1459         matched_regs[regno] = 1;
1460
1461         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1462            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1463         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1464           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1465               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1466               && !m1->global
1467               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1468               && !m1->partial
1469               && (matched_regs[m1->regno]
1470                   ||
1471                   (
1472                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1473                       same constant only if the modes are the same or
1474                       if both are integer modes with M wider or the same
1475                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1476                       safe, since the only case of differing destination
1477                       modes with equal sources is when both sources are
1478                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1479                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1480                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1481                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1482                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1483                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1484                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1485                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1486                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1487                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1488                                                 movables))))
1489               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1490                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1491             {
1492               m->lifetime += m1->lifetime;
1493               m->savings += m1->savings;
1494               m1->done = 1;
1495               m1->match = m;
1496               matched_regs[m1->regno] = 1;
1497             }
1498       }
1499
1500   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1501      This can be done for those not marked `global'
1502      provided their lives don't overlap.  */
1503
1504   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1505        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1506     {
1507       register struct movable *m0 = 0;
1508
1509       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1510          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1511       for (m = movables; m; m = m->next)
1512         if (m->partial && ! m->global
1513             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1514           {
1515             register struct movable *m1;
1516             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1517             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1518
1519             if (m0 == 0)
1520               {
1521                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1522                 m0 = m;
1523                   continue;
1524               }
1525
1526             /* Make sure they extend to the same mode.
1527                (Almost always true.)  */
1528             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1529                 continue;
1530
1531             /* We already have one: check for overlap with those
1532                already combined together.  */
1533             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1534               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1535                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1536                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1537                   goto overlap;
1538
1539             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1540             m0->lifetime += m->lifetime;
1541             m0->savings += m->savings;
1542             m->done = 1;
1543             m->match = m0;
1544
1545           overlap: ;
1546           }
1547     }
1548 }
1549 \f
1550 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1551
1552 static int
1553 regs_match_p (x, y, movables)
1554      rtx x, y;
1555      struct movable *movables;
1556 {
1557   int xn = REGNO (x);
1558   int yn = REGNO (y);
1559   struct movable *mx, *my;
1560
1561   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1562     if (mx->regno == xn)
1563       break;
1564
1565   for (my = movables; my; my = my->next)
1566     if (my->regno == yn)
1567       break;
1568
1569   return (mx && my
1570           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1571               || mx->match == my
1572               || mx == my->match));
1573 }
1574
1575 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1576    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1577
1578    If two registers are matching movables or a movable register and an
1579    equivalent constant, consider them equal.  */
1580
1581 static int
1582 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1583      rtx x, y;
1584      struct movable *movables;
1585 {
1586   register int i;
1587   register int j;
1588   register struct movable *m;
1589   register enum rtx_code code;
1590   register char *fmt;
1591
1592   if (x == y)
1593     return 1;
1594   if (x == 0 || y == 0)
1595     return 0;
1596
1597   code = GET_CODE (x);
1598
1599   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1600      equal.  */
1601   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1602       && CONSTANT_P (y))
1603     {
1604       for (m = movables; m; m = m->next)
1605         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1606             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1607           return 1;
1608     }
1609   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1610            && CONSTANT_P (x))
1611     {
1612       for (m = movables; m; m = m->next)
1613         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1614             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1615           return 1;
1616     }
1617
1618   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1619   if (code != GET_CODE (y))
1620     return 0;
1621
1622   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1623      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1624
1625   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1626     return 0;
1627
1628   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1629   if (code == REG)
1630     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1631
1632   if (code == LABEL_REF)
1633     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1634   if (code == SYMBOL_REF)
1635     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1636
1637   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1638      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1639
1640   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1641   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1642     {
1643       switch (fmt[i])
1644         {
1645         case 'w':
1646           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1647             return 0;
1648           break;
1649
1650         case 'i':
1651           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1652             return 0;
1653           break;
1654
1655         case 'E':
1656           /* Two vectors must have the same length.  */
1657           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1658             return 0;
1659
1660           /* And the corresponding elements must match.  */
1661           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1662             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1663               return 0;
1664           break;
1665
1666         case 'e':
1667           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1668             return 0;
1669           break;
1670
1671         case 's':
1672           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1673             return 0;
1674           break;
1675
1676         case 'u':
1677           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1678           break;
1679
1680         case '0':
1681           break;
1682
1683           /* It is believed that rtx's at this level will never
1684              contain anything but integers and other rtx's,
1685              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1686         default:
1687           abort ();
1688         }
1689     }
1690   return 1;
1691 }
1692 \f
1693 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1694   insns in INSNS which use thet reference.  */
1695
1696 static void
1697 add_label_notes (x, insns)
1698      rtx x;
1699      rtx insns;
1700 {
1701   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1702   int i, j;
1703   char *fmt;
1704   rtx insn;
1705
1706   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1707     {
1708       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1709          avoid flow generating (slighly) worse code.
1710
1711          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1712          mark_jump_label for additional information).  */
1713       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1714         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1715           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1716                                                 REG_NOTES (insn));
1717     }
1718
1719   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1720   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1721     {
1722       if (fmt[i] == 'e')
1723         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1724       else if (fmt[i] == 'E')
1725         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1726           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1727     }
1728 }
1729 \f
1730 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1731    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1732    other throughout.  */
1733
1734 static void
1735 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1736      struct movable *movables;
1737      int threshold;
1738      int insn_count;
1739      rtx loop_start;
1740      rtx end;
1741      int nregs;
1742 {
1743   rtx new_start = 0;
1744   register struct movable *m;
1745   register rtx p;
1746   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1747      when we move several insns that load the same value
1748      into different pseudo-registers.  */
1749   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1750   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1751
1752   bzero (already_moved, nregs);
1753   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1754
1755   num_movables = 0;
1756
1757   for (m = movables; m; m = m->next)
1758     {
1759       /* Describe this movable insn.  */
1760
1761       if (loop_dump_stream)
1762         {
1763           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1764                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1765           if (m->consec > 0)
1766             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1767           if (m->cond)
1768             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1769           if (m->force)
1770             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1771           if (m->global)
1772             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1773           if (m->done)
1774             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1775           if (m->move_insn)
1776             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1777           if (m->match)
1778             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1779                      INSN_UID (m->match->insn));
1780           if (m->forces)
1781             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1782                      INSN_UID (m->forces->insn));
1783         }
1784
1785       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1786       num_movables++;
1787
1788       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1789          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1790
1791       if (!m->done
1792           && (! m->cond
1793               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1794                   && (m->dependencies == 0
1795                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1796                   && (m->consec == 0
1797                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1798                                                        m->consec + 1,
1799                                                        m->insn))))
1800           && (! m->forces || m->forces->done))
1801         {
1802           register int regno;
1803           register rtx p;
1804           int savings = m->savings;
1805
1806           /* We have an insn that is safe to move.
1807              Compute its desirability.  */
1808
1809           p = m->insn;
1810           regno = m->regno;
1811
1812           if (loop_dump_stream)
1813             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1814
1815           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1816             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1817
1818           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1819              which is safe only if this one is moved too: that is,
1820              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1821
1822           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1823              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1824              If it's not desirable, it means the loop is so big
1825              that moving won't speed things up much,
1826              and it is liable to make register usage worse.  */
1827
1828           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1829              extra cost because something else was already moved.  */
1830
1831           if (already_moved[regno]
1832               || flag_move_all_movables
1833               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1834                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1835               || (m->forces && m->forces->done
1836                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1837             {
1838               int count;
1839               register struct movable *m1;
1840               rtx first;
1841
1842               /* Now move the insns that set the reg.  */
1843
1844               if (m->partial && m->match)
1845                 {
1846                   rtx newpat, i1;
1847                   rtx r1, r2;
1848                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1849                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1850                      And that reg is loaded with 0 directly,
1851                      since it has ->match == 0.  */
1852                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1853                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1854                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1855                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1856
1857                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1858                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1859                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1860                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1861                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1862                   regs_may_share
1863                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1864                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1865                                                             regs_may_share));
1866                   delete_insn (m->insn);
1867
1868                   if (new_start == 0)
1869                     new_start = i1;
1870
1871                   if (loop_dump_stream)
1872                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1873                 }
1874               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1875                  new move insn, first delete what we have and then emit
1876                  the move insn before the loop.  */
1877               else if (m->move_insn)
1878                 {
1879                   rtx i1, temp;
1880
1881                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1882                     {
1883                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1884                          skip to the end.  */
1885                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1886                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1887                         p = XEXP (temp, 0);
1888
1889                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1890                          delete every insn in the sequence except the last.
1891                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1892                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1893                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1894                         {
1895                           temp = XEXP (temp, 0);
1896                           while (temp != p)
1897                             temp = delete_insn (temp);
1898                         }
1899
1900                       temp = p;
1901                       p = delete_insn (p);
1902
1903                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1904                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1905                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1906                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1907                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1908                          insn stream.  */
1909                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1910                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1911                     }
1912
1913                   start_sequence ();
1914                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1915                   temp = get_insns ();
1916                   end_sequence ();
1917
1918                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1919
1920                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1921                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1922                     REG_NOTES (i1)
1923                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1924                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1925
1926                   if (loop_dump_stream)
1927                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1928
1929                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1930                   threshold -= 3;
1931                 }
1932               else
1933                 {
1934                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1935                     {
1936                       rtx i1, temp;
1937
1938                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1939                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
1940                          be an insn here.  */
1941                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1942                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1943                         p = XEXP (temp, 0);
1944
1945                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1946                          insns except the last before the loop.  The last
1947                          insn is handled in the normal manner.  */
1948                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1949                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1950                         {
1951                           rtx fn_address = 0;
1952                           rtx fn_reg = 0;
1953                           rtx fn_address_insn = 0;
1954
1955                           first = 0;
1956                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1957                                temp = NEXT_INSN (temp))
1958                             {
1959                               rtx body;
1960                               rtx n;
1961                               rtx next;
1962
1963                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1964                                 continue;
1965
1966                               body = PATTERN (temp);
1967
1968                               /* Find the next insn after TEMP,
1969                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1970                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1971                                    next = NEXT_INSN (next))
1972                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1973                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1974                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1975                                   break;
1976
1977                               /* If that is the call, this may be the insn
1978                                  that loads the function address.
1979
1980                                  Extract the function address from the insn
1981                                  that loads it into a register.
1982                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1983
1984                                  So emit a new move insn that copies the
1985                                  function address into the register that the
1986                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1987                                  redundant stores that we have created.  */
1988                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1989                                   && GET_CODE (body) == SET
1990                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1991                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1992                                                          NULL_RTX)))
1993                                 {
1994                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1995                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1996                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1997                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1998                                   fn_address_insn = temp;
1999                                 }
2000                               /* We have the call insn.
2001                                  If it uses the register we suspect it might,
2002                                  load it with the correct address directly.  */
2003                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
2004                                   && fn_address != 0
2005                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2006                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
2007                                                                 fn_address),
2008                                                  fn_address_insn);
2009
2010                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
2011                                 {
2012                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2013                                   /* Because the USAGE information potentially
2014                                      contains objects other than hard registers
2015                                      we need to copy it.  */
2016                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2017                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2018                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2019                                 }
2020                               else
2021                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2022                               if (first == 0)
2023                                 first = i1;
2024                               if (temp == fn_address_insn)
2025                                 fn_address_insn = i1;
2026                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2027                               delete_insn (temp);
2028                             }
2029                           if (new_start == 0)
2030                             new_start = first;
2031                         }
2032                       if (m->savemode != VOIDmode)
2033                         {
2034                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2035                              the bits that are not covered by the mode
2036                              m->savemode.  */
2037                           rtx reg = m->set_dest;
2038                           rtx sequence;
2039                           rtx tem;
2040
2041                           start_sequence ();
2042                           tem = expand_binop
2043                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2044                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2045                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2046                                       - 1),
2047                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2048                           if (tem == 0)
2049                             abort ();
2050                           if (tem != reg)
2051                             emit_move_insn (reg, tem);
2052                           sequence = gen_sequence ();
2053                           end_sequence ();
2054                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2055                         }
2056                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2057                         {
2058                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2059                           /* Because the USAGE information potentially
2060                              contains objects other than hard registers
2061                              we need to copy it.  */
2062                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2063                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2064                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2065                         }
2066                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2067                         {
2068                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2069                              use the REG_EQUAL note.  */
2070                           start_sequence ();
2071                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2072                           temp = get_insns ();
2073                           end_sequence ();
2074
2075                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2076
2077                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2078                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2079                             REG_NOTES (i1)
2080                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2081                                                     : REG_EQUAL),
2082                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2083                         }
2084                       else
2085                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2086
2087                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2088                         {
2089                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2090
2091                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2092                              is not loop invariant, then delete it, since it
2093                              may cause problems with later optimization passes.
2094                              It is possible for cse to create such notes
2095                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2096
2097                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2098                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2099                             remove_note (i1, temp);
2100                         }
2101
2102                       if (new_start == 0)
2103                         new_start = i1;
2104
2105                       if (loop_dump_stream)
2106                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2107                                  INSN_UID (i1));
2108
2109                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2110                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2111                          and REG_RETVAL on I1.  */
2112                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2113                         {
2114                           XEXP (temp, 0) = first;
2115                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2116                           XEXP (temp, 0) = i1;
2117                         }
2118
2119                       temp = p;
2120                       delete_insn (p);
2121                       p = NEXT_INSN (p);
2122
2123                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2124                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2125                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2126                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2127                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2128                          insn stream.  */
2129                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2130                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2131                     }
2132
2133                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2134                   threshold -= 3;
2135                 }
2136
2137               /* Any other movable that loads the same register
2138                  MUST be moved.  */
2139               already_moved[regno] = 1;
2140
2141               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2142               moved_once[regno] = 1;
2143
2144               /* The reg set here is now invariant.  */
2145               if (! m->partial)
2146                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2147
2148               m->done = 1;
2149
2150               /* Change the length-of-life info for the register
2151                  to say it lives at least the full length of this loop.
2152                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2153
2154               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2155                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2156                    We can't use the moved insn because it is out of range
2157                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2158                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2159               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2160                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2161
2162               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2163
2164               if (! m->partial)
2165                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2166                   if (m1->match == m)
2167                     {
2168                       rtx temp;
2169
2170                       /* Schedule the reg loaded by M1
2171                          for replacement so that shares the reg of M.
2172                          If the modes differ (only possible in restricted
2173                          circumstances, make a SUBREG.
2174
2175                          Note this assumes that the target dependent files
2176                          treat REG and SUBREG equally, including within
2177                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2178                          predicates since we never verify that replacing the
2179                          original register with a SUBREG results in a
2180                          recognizable insn.  */
2181                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2182                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2183                       else
2184                         reg_map[m1->regno]
2185                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2186                                                 m->set_dest);
2187
2188                       /* Get rid of the matching insn
2189                          and prevent further processing of it.  */
2190                       m1->done = 1;
2191
2192                       /* if library call, delete all insn except last, which
2193                          is deleted below */
2194                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2195                                                  NULL_RTX)))
2196                         {
2197                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2198                                temp = NEXT_INSN (temp))
2199                             delete_insn (temp);
2200                         }
2201                       delete_insn (m1->insn);
2202
2203                       /* Any other movable that loads the same register
2204                          MUST be moved.  */
2205                       already_moved[m1->regno] = 1;
2206
2207                       /* The reg merged here is now invariant,
2208                          if the reg it matches is invariant.  */
2209                       if (! m->partial)
2210                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2211                     }
2212             }
2213           else if (loop_dump_stream)
2214             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2215         }
2216       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2217         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2218
2219       if (loop_dump_stream)
2220         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2221     }
2222
2223   if (new_start == 0)
2224     new_start = loop_start;
2225
2226   /* Go through all the instructions in the loop, making
2227      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2228   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2229     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2230         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2231       {
2232         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2233         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2234         INSN_CODE (p) = -1;
2235       }
2236 }
2237 \f
2238 #if 0
2239 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2240    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2241
2242 static void
2243 replace_call_address (x, reg, addr)
2244      rtx x, reg, addr;
2245 {
2246   register enum rtx_code code;
2247   register int i;
2248   register char *fmt;
2249
2250   if (x == 0)
2251     return;
2252   code = GET_CODE (x);
2253   switch (code)
2254     {
2255     case PC:
2256     case CC0:
2257     case CONST_INT:
2258     case CONST_DOUBLE:
2259     case CONST:
2260     case SYMBOL_REF:
2261     case LABEL_REF:
2262     case REG:
2263       return;
2264
2265     case SET:
2266       /* Short cut for very common case.  */
2267       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2268       return;
2269
2270     case CALL:
2271       /* Short cut for very common case.  */
2272       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2273       return;
2274
2275     case MEM:
2276       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2277          something is wrong.  */
2278       if (XEXP (x, 0) != reg)
2279         abort ();
2280       XEXP (x, 0) = addr;
2281       return;
2282
2283     default:
2284       break;
2285     }
2286
2287   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2288   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2289     {
2290       if (fmt[i] == 'e')
2291         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2292       if (fmt[i] == 'E')
2293         {
2294           register int j;
2295           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2296             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2297         }
2298     }
2299 }
2300 #endif
2301 \f
2302 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2303    in the rtx X.  */
2304
2305 static int
2306 count_nonfixed_reads (x)
2307      rtx x;
2308 {
2309   register enum rtx_code code;
2310   register int i;
2311   register char *fmt;
2312   int value;
2313
2314   if (x == 0)
2315     return 0;
2316
2317   code = GET_CODE (x);
2318   switch (code)
2319     {
2320     case PC:
2321     case CC0:
2322     case CONST_INT:
2323     case CONST_DOUBLE:
2324     case CONST:
2325     case SYMBOL_REF:
2326     case LABEL_REF:
2327     case REG:
2328       return 0;
2329
2330     case MEM:
2331       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2332               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2333
2334     default:
2335       break;
2336     }
2337
2338   value = 0;
2339   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2340   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2341     {
2342       if (fmt[i] == 'e')
2343         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2344       if (fmt[i] == 'E')
2345         {
2346           register int j;
2347           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2348             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2349         }
2350     }
2351   return value;
2352 }
2353
2354 \f
2355 #if 0
2356 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2357    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2358    if the machine supports such an instruction,
2359    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2360
2361 static void
2362 constant_high_bytes (p, loop_start)
2363      rtx p, loop_start;
2364 {
2365   register rtx new;
2366   register int insn_code_number;
2367
2368   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2369      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2370
2371   new = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2372                      gen_rtx_STRICT_LOW_PART (VOIDmode,
2373                                               gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2374                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2375                                    0)),
2376                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2377   insn_code_number = recog (new, p);
2378
2379   if (insn_code_number)
2380     {
2381       register int i;
2382
2383       /* Clear destination register before the loop.  */
2384       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, SET_DEST (PATTERN (p)),
2385                                      const0_rtx),
2386                         loop_start);
2387
2388       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2389       PATTERN (p) = new;
2390     }
2391 }
2392 #endif
2393 \f
2394 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2395    `num_mem_sets', `loop_continue', `loops_enclosed', `loop_has_call',
2396    `loop_has_volatile', and `loop_has_tablejump'.
2397    Also, fill in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2398
2399 static void
2400 prescan_loop (start, end)
2401      rtx start, end;
2402 {
2403   register int level = 1;
2404   rtx insn;
2405   int loop_has_multiple_exit_targets = 0;
2406   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2407      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2408      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2409      might end up between the two.  */
2410   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2411   if (exit_target == NULL_RTX || GET_CODE (exit_target) != CODE_LABEL)
2412     loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2413
2414   unknown_address_altered = 0;
2415   loop_has_call = 0;
2416   loop_has_volatile = 0;
2417   loop_has_tablejump = 0;
2418   loop_store_mems = NULL_RTX;
2419   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2420   loop_mems_idx = 0;
2421
2422   num_mem_sets = 0;
2423   loops_enclosed = 1;
2424   loop_continue = 0;
2425
2426   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2427        insn = NEXT_INSN (insn))
2428     {
2429       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2430         {
2431           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2432             {
2433               ++level;
2434               /* Count number of loops contained in this one.  */
2435               loops_enclosed++;
2436             }
2437           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2438             {
2439               --level;
2440               if (level == 0)
2441                 {
2442                   end = insn;
2443                   break;
2444                 }
2445             }
2446           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2447             {
2448               if (level == 1)
2449                 loop_continue = insn;
2450             }
2451         }
2452       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2453         {
2454           if (! CONST_CALL_P (insn))
2455             unknown_address_altered = 1;
2456           loop_has_call = 1;
2457         }
2458       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2459         {
2460           rtx label1 = NULL_RTX;
2461           rtx label2 = NULL_RTX;
2462
2463           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2464             loop_has_volatile = 1;
2465
2466           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2467               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2468                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2469             loop_has_tablejump = 1;
2470
2471           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2472           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2473             first_loop_store_insn = insn;
2474
2475           if (! loop_has_multiple_exit_targets
2476               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2477               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2478               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2479             {
2480               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2481                 {
2482                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2483                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2484                 }
2485               else
2486                 {
2487                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2488                 }
2489
2490               do {
2491                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2492                   {
2493                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2494                       {
2495                         /* Something tricky.  */
2496                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2497                         break;
2498                       }
2499                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2500                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2501                       {
2502                         /* A jump outside the current loop.  */
2503                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2504                         break;
2505                       }
2506                   }
2507
2508                 label1 = label2;
2509                 label2 = NULL_RTX;
2510               } while (label1);
2511             }
2512         }
2513       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2514         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2515     }
2516
2517   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2518   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2519       !unknown_address_altered
2520       /* An exception thrown by a called function might land us
2521          anywhere.  */
2522       && !loop_has_call
2523       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2524          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2525          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2526          require actual function calls.  */
2527       && !current_function_calls_alloca
2528       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2529          end.  */
2530       && !loop_has_multiple_exit_targets)
2531     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2532          insn = NEXT_INSN (insn))
2533       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2534 }
2535 \f
2536 /* LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2537    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2538    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2539    and what we have so far as LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR that has a
2540    target between LOOP_DOMINATOR and the continue note, move
2541    LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2542    destination cannot be determined, clear LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2543
2544 static void
2545 verify_dominator (loop_number)
2546      int loop_number;
2547 {
2548   rtx insn;
2549
2550   if (! loop_number_cont_dominator[loop_number])
2551     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2552        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2553     return;
2554   if (loop_number_cont_dominator[loop_number] == const0_rtx)
2555     {
2556       loop_number_cont_dominator[loop_number] = 0;
2557       return;
2558     }
2559   for (insn = loop_number_loop_starts[loop_number];
2560        insn != loop_number_cont_dominator[loop_number];
2561        insn = NEXT_INSN (insn))
2562     {
2563       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2564           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2565         {
2566           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2567           int label_luid;
2568
2569           /* If it is not a jump we can easily understand or for
2570              which we do not have jump target information in the JUMP_LABEL
2571              field (consider ADDR_VEC and ADDR_DIFF_VEC insns), then clear
2572              LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2573           if ((! condjump_p (insn)
2574                && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2575               || label == NULL_RTX)
2576             {
2577               loop_number_cont_dominator[loop_number] = NULL_RTX;
2578               return;
2579             }
2580
2581           label_luid = INSN_LUID (label);
2582           if (label_luid < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[loop_number])
2583               && (label_luid
2584                   > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator[loop_number])))
2585             loop_number_cont_dominator[loop_number] = label;
2586         }
2587     }
2588 }
2589
2590 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2591    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2592    to from outside the loop.  */
2593
2594 static void
2595 find_and_verify_loops (f)
2596      rtx f;
2597 {
2598   rtx insn, label;
2599   int current_loop = -1;
2600   int next_loop = -1;
2601   int loop;
2602
2603   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2604
2605   /* If there are jumps to undefined labels,
2606      treat them as jumps out of any/all loops.
2607      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2608   uid_loop_num[0] = -1;
2609
2610   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2611      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2612
2613   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2614     {
2615       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2616         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2617           {
2618           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2619             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2620             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2621             loop_number_loop_cont[next_loop] = 0;
2622             loop_number_cont_dominator[next_loop] = 0;
2623             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2624             loop_invalid[next_loop] = 0;
2625             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2626             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2627             current_loop = next_loop;
2628             break;
2629
2630           case NOTE_INSN_SETJMP:
2631             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2632                enclosing loop.  */
2633             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2634               {
2635                 loop_invalid[loop] = 1;
2636                 if (loop_dump_stream)
2637                   fprintf (loop_dump_stream,
2638                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2639                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2640               }
2641             break;
2642
2643           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2644             loop_number_loop_cont[current_loop] = insn;
2645             break;
2646           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2647             if (current_loop == -1)
2648               abort ();
2649
2650             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2651             verify_dominator (current_loop);
2652             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2653             break;
2654
2655           default:
2656             break;
2657           }
2658       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2659          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop_number_loop_dominator.  */
2660       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2661                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2662                && current_loop >= 0)
2663         {
2664           int this_loop;
2665           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2666
2667           if (! condjump_p (insn) && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2668             label = NULL_RTX;
2669
2670           this_loop = current_loop;
2671           do
2672             {
2673               /* First see if we care about this loop.  */
2674               if (loop_number_loop_cont[this_loop]
2675                   && loop_number_cont_dominator[this_loop] != const0_rtx)
2676                 {
2677                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2678                      loop_number_const_dominator.  */
2679                   if (! label)
2680                     loop_number_cont_dominator[this_loop] = const0_rtx;
2681                   else
2682                     /* Check if the destination is between loop start and
2683                        cont.  */
2684                     if ((INSN_LUID (label)
2685                          < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[this_loop]))
2686                         && (INSN_LUID (label)
2687                             > INSN_LUID (loop_number_loop_starts[this_loop]))
2688                         /* And if there is no later destination already
2689                            recorded.  */
2690                         && (! loop_number_cont_dominator[this_loop]
2691                             || (INSN_LUID (label)
2692                                 > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator
2693                                              [this_loop]))))
2694                       loop_number_cont_dominator[this_loop] = label;
2695                 }
2696               this_loop = loop_outer_loop[this_loop];
2697             }
2698           while (this_loop >= 0);
2699         }
2700
2701       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2702          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2703       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2704     }
2705
2706   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2707      because it can be jumped into from anywhere.  */
2708
2709   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2710     {
2711       int loop_num;
2712
2713       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2714            loop_num != -1;
2715            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2716         loop_invalid[loop_num] = 1;
2717     }
2718
2719   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2720      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2721
2722   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2723     {
2724       int loop_num;
2725
2726       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2727            loop_num != -1;
2728            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2729         loop_invalid[loop_num] = 1;
2730     }
2731
2732   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2733      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2734      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2735      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2736      anywhere.
2737
2738      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2739      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
2740      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2741      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2742      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2743      possible second cse pass.  */
2744
2745   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2746     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2747       {
2748         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2749
2750         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2751           {
2752             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2753             if (note)
2754               {
2755                 int loop_num;
2756
2757                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2758                      loop_num != -1;
2759                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2760                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2761               }
2762           }
2763
2764         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2765           continue;
2766
2767         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2768
2769         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2770         if (this_loop_num != -1
2771             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2772                 || (simplejump_p (insn)
2773                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2774                         != this_loop_num)))
2775             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2776           {
2777             rtx p;
2778             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2779             int dest_loop;
2780             int outer_loop = -1;
2781
2782             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2783                or a JUMP_INSN.  */
2784             for (p = PREV_INSN (insn);
2785                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2786                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2787                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2788                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2789                  p = PREV_INSN (p))
2790               ;
2791
2792             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2793                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2794
2795             if (JUMP_LABEL (insn))
2796               {
2797                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2798                 if (dest_loop != -1)
2799                   {
2800                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2801                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2802                       if (outer_loop == this_loop_num)
2803                         break;
2804                   }
2805               }
2806
2807             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2808
2809             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2810                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2811               outer_loop = this_loop_num;
2812
2813             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2814                we have a block of code to try to move.
2815
2816                We look backward and then forward from the target of INSN
2817                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2818                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2819                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2820                and move the block of code to the spot we found.  */
2821
2822             if (outer_loop == -1
2823                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2824                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2825                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2826                    These always indicate compilation errors.  */
2827                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2828                 && condjump_p (p)
2829                 && ! simplejump_p (p)
2830                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2831               {
2832                 rtx target
2833                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2834                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2835                 rtx loc;
2836
2837                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2838                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2839                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2840                     break;
2841
2842                 if (loc == 0)
2843                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2844                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2845                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2846                       break;
2847
2848                 if (loc)
2849                   {
2850                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2851                     rtx new_label = get_label_after (p);
2852
2853                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2854                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2855
2856                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2857                        we can invert P.  */
2858                    if (invert_jump (p, new_label))
2859                      {
2860                        rtx q, r;
2861
2862                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2863                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2864                           path, we'll need to insert an jump around our block
2865                           and a add a BARRIER before TARGET.
2866
2867                           This creates an extra unconditional jump outside
2868                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2869                           executed instructions from inside the loop usually
2870                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2871                           outside the loop.  */
2872                        if (loc == 0)
2873                          {
2874                            rtx temp;
2875
2876                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2877                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2878                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2879                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2880                            loc = emit_barrier_before (target);
2881                          }
2882
2883                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2884                           block after LOC.  */
2885                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2886                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2887
2888                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2889                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2890                             q = NEXT_INSN (q))
2891                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2892
2893                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2894                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2895                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2896                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2897                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2898                        if (JUMP_LABEL (insn))
2899                          {
2900                            int loop_num;
2901
2902                            for (q = 0,
2903                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2904                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2905                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2906                                {
2907                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2908                                  if (q)
2909                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2910                                  else
2911                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2912                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2913                                  break;
2914                                }
2915
2916                            for (loop_num = this_loop_num;
2917                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2918                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2919                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2920
2921                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2922                            if (! r)
2923                              abort ();
2924                          }
2925
2926                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2927                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2928                           The easiest way to do this is to just call
2929                           mark_loop_jump again for P.  */
2930                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2931
2932                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2933                           delete INSN.  */
2934                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2935                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2936                                == next_real_insn (insn)))
2937                          delete_insn (insn);
2938                      }
2939
2940                     /* Continue the loop after where the conditional
2941                        branch used to jump, since the only branch insn
2942                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2943                        branch and hence needs no processing.  */
2944                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2945
2946                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2947                       delete_insn (cond_label);
2948
2949                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2950                     insn = PREV_INSN (insn);
2951                   }
2952               }
2953           }
2954       }
2955 }
2956
2957 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2958    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2959
2960    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2961
2962 static void
2963 mark_loop_jump (x, loop_num)
2964      rtx x;
2965      int loop_num;
2966 {
2967   int dest_loop;
2968   int outer_loop;
2969   int i;
2970
2971   switch (GET_CODE (x))
2972     {
2973     case PC:
2974     case USE:
2975     case CLOBBER:
2976     case REG:
2977     case MEM:
2978     case CONST_INT:
2979     case CONST_DOUBLE:
2980     case RETURN:
2981       return;
2982
2983     case CONST:
2984       /* There could be a label reference in here.  */
2985       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2986       return;
2987
2988     case PLUS:
2989     case MINUS:
2990     case MULT:
2991       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2992       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2993       return;
2994
2995     case LO_SUM:
2996       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
2997       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2998       return;
2999
3000     case SIGN_EXTEND:
3001     case ZERO_EXTEND:
3002       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
3003       return;
3004
3005     case LABEL_REF:
3006       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3007
3008       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3009          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3010          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3011          false.  */
3012
3013       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3014          since this does not count as a loop exit.  */
3015       if (dest_loop != -1)
3016         {
3017           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
3018                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3019             if (outer_loop == loop_num)
3020               break;
3021         }
3022       else
3023         outer_loop = -1;
3024
3025       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
3026         {
3027           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3028           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
3029           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
3030
3031           for (outer_loop = loop_num;
3032                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
3033                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3034             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
3035         }
3036
3037       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3038          by it, it invalidates at least one loop.  */
3039
3040       if (dest_loop == -1)
3041         return;
3042
3043       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3044          label, except those that also contain the jump insn.  */
3045
3046       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
3047         {
3048           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3049           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3050                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3051             if (dest_loop == outer_loop)
3052               return;
3053
3054           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3055           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
3056             fprintf (loop_dump_stream,
3057                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3058                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
3059
3060           loop_invalid[dest_loop] = 1;
3061         }
3062       return;
3063
3064     case SET:
3065       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3066       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3067         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
3068       return;
3069
3070     case IF_THEN_ELSE:
3071       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3072       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
3073       return;
3074
3075     case PARALLEL:
3076     case ADDR_VEC:
3077       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3078         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
3079       return;
3080
3081     case ADDR_DIFF_VEC:
3082       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3083         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
3084       return;
3085
3086     default:
3087       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3088          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3089          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3090          loop and any containing loops as invalid.  */
3091       if (loop_num != -1)
3092         {
3093           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3094                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3095             {
3096               if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[outer_loop])
3097                 fprintf (loop_dump_stream,
3098                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3099                          INSN_UID (loop_number_loop_starts[outer_loop]));
3100               loop_invalid[outer_loop] = 1;
3101             }
3102         }
3103       return;
3104     }
3105 }
3106 \f
3107 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3108    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3109    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3110    been previously created by loop.c).  */
3111
3112 static int
3113 labels_in_range_p (insn, end)
3114      rtx insn;
3115      int end;
3116 {
3117   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3118     {
3119       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3120         return 1;
3121       insn = NEXT_INSN (insn);
3122     }
3123
3124   return 0;
3125 }
3126
3127 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3128
3129 static void
3130 note_addr_stored (x, y)
3131      rtx x;
3132      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3133 {
3134   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3135     return;
3136
3137   /* Count number of memory writes.
3138      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3139   num_mem_sets++;
3140
3141   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3142   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3143     unknown_address_altered = 1;
3144
3145   if (unknown_address_altered)
3146     return;
3147
3148   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3149 }
3150 \f
3151 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3152
3153    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3154
3155    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3156    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3157    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3158
3159 int
3160 invariant_p (x)
3161      register rtx x;
3162 {
3163   register int i;
3164   register enum rtx_code code;
3165   register char *fmt;
3166   int conditional = 0;
3167   rtx mem_list_entry;
3168
3169   if (x == 0)
3170     return 1;
3171   code = GET_CODE (x);
3172   switch (code)
3173     {
3174     case CONST_INT:
3175     case CONST_DOUBLE:
3176     case SYMBOL_REF:
3177     case CONST:
3178       return 1;
3179
3180     case LABEL_REF:
3181       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3182          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3183          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3184          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3185          the address of this label into a register might get moved outside
3186          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3187
3188          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3189          labels.  */
3190       if (flag_unroll_loops)
3191         return 0;
3192       else
3193         return 1;
3194
3195     case PC:
3196     case CC0:
3197     case UNSPEC_VOLATILE:
3198       return 0;
3199
3200     case REG:
3201       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3202          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3203
3204       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3205            || x == arg_pointer_rtx)
3206           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3207         return 1;
3208
3209       if (loop_has_call
3210           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3211         return 0;
3212
3213       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3214         return 2;
3215
3216       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3217
3218     case MEM:
3219       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3220          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3221          will be rejected also.  */
3222       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3223         return 0;
3224
3225       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3226          invariant if their address is.  */
3227       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3228         break;
3229
3230       /* If we had a subroutine call, any location in memory could have been
3231          clobbered.  */
3232       if (unknown_address_altered)
3233         return 0;
3234
3235       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3236       mem_list_entry = loop_store_mems;
3237       while (mem_list_entry)
3238         {
3239           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3240                                x, rtx_varies_p))
3241             return 0;
3242           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3243         }
3244
3245       /* It's not invalidated by a store in memory
3246          but we must still verify the address is invariant.  */
3247       break;
3248
3249     case ASM_OPERANDS:
3250       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3251       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3252         return 0;
3253       break;
3254
3255     default:
3256       break;
3257     }
3258
3259   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3260   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3261     {
3262       if (fmt[i] == 'e')
3263         {
3264           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3265           if (tem == 0)
3266             return 0;
3267           if (tem == 2)
3268             conditional = 1;
3269         }
3270       else if (fmt[i] == 'E')
3271         {
3272           register int j;
3273           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3274             {
3275               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3276               if (tem == 0)
3277                 return 0;
3278               if (tem == 2)
3279                 conditional = 1;
3280             }
3281
3282         }
3283     }
3284
3285   return 1 + conditional;
3286 }
3287
3288 \f
3289 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3290    are INSN and the immediately following insns,
3291    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3292    (not counting uses of REG in them).
3293
3294    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3295
3296    We assume that INSN itself is the first set of REG
3297    and that its source is invariant.  */
3298
3299 static int
3300 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3301      int n_sets;
3302      rtx reg, insn;
3303 {
3304   register rtx p = insn;
3305   register int regno = REGNO (reg);
3306   rtx temp;
3307   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3308   int count = n_sets - 1;
3309   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3310   int value = 0;
3311   int this;
3312
3313   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3314   if (n_sets == 127)
3315     return 0;
3316
3317   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3318
3319   while (count > 0)
3320     {
3321       register enum rtx_code code;
3322       rtx set;
3323
3324       p = NEXT_INSN (p);
3325       code = GET_CODE (p);
3326
3327       /* If library call, skip to end of it.  */
3328       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3329         p = XEXP (temp, 0);
3330
3331       this = 0;
3332       if (code == INSN
3333           && (set = single_set (p))
3334           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3335           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3336         {
3337           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3338           if (this != 0)
3339             value |= this;
3340           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3341             {
3342               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3343                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3344                  notes are OK.  */
3345               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3346                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3347                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3348               if (this != 0)
3349                 value |= this;
3350             }
3351         }
3352       if (this != 0)
3353         count--;
3354       else if (code != NOTE)
3355         {
3356           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3357           return 0;
3358         }
3359     }
3360
3361   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3362   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3363   return 1 + (value & 2);
3364 }
3365
3366 #if 0
3367 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3368    to be moved, so we no longer test it.  */
3369
3370 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3371    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3372
3373 static int
3374 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3375      rtx reg, insn;
3376      short *table;
3377 {
3378   register rtx p = insn;
3379   register int regno = REGNO (reg);
3380
3381   while (1)
3382     {
3383       register enum rtx_code code;
3384       p = NEXT_INSN (p);
3385       code = GET_CODE (p);
3386       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3387         return 1;
3388       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3389           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3390           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3391         {
3392           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3393             return 0;
3394         }
3395     }
3396 }
3397 #endif /* 0 */
3398 \f
3399 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3400    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3401    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3402
3403 static void
3404 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3405      rtx insn;
3406      rtx x;
3407      varray_type usage;
3408 {
3409   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3410   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3411   int i, j;
3412
3413   if (code == REG)
3414     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3415       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0
3416          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3417         ? const0_rtx : insn;
3418
3419   else if (code == SET)
3420     {
3421       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3422          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3423          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3424          for it.  */
3425       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3426         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3427       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3428     }
3429   else
3430     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3431       {
3432         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3433           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3434         else if (fmt[i] == 'E')
3435           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3436             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3437       }
3438 }
3439 \f
3440 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3441    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3442
3443 static void
3444 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3445      rtx insn, x;
3446      varray_type may_not_move;
3447      rtx *last_set;
3448 {
3449   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3450     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3451        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3452     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3453
3454   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3455     {
3456       rtx dest = SET_DEST (x);
3457       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3458              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3459              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3460              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3461         dest = XEXP (dest, 0);
3462       if (GET_CODE (dest) == REG)
3463         {
3464           register int regno = REGNO (dest);
3465           /* If this is the first setting of this reg
3466              in current basic block, and it was set before,
3467              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3468              be moved out of the loop.  */
3469           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0
3470               && last_set[regno] == 0)
3471             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3472           /* If this is not first setting in current basic block,
3473              see if reg was used in between previous one and this.
3474              If so, neither one can be moved.  */
3475           if (last_set[regno] != 0
3476               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3477             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3478           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3479             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3480           last_set[regno] = insn;
3481         }
3482     }
3483 }
3484
3485 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3486    that is modified by an insn between FROM and TO.
3487    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3488    stop incrementing it, to avoid overflow.
3489
3490    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3491    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3492    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3493    in which case this processing is not done.
3494
3495    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3496    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3497
3498 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3499    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3500
3501 static void
3502 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3503      register rtx from, to;
3504      varray_type may_not_move;
3505      varray_type single_usage;
3506      int *count_ptr;
3507      int nregs;
3508 {
3509   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3510   register rtx insn;
3511   register int count = 0;
3512
3513   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3514   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3515     {
3516       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3517         {
3518           ++count;
3519
3520           /* Record registers that have exactly one use.  */
3521           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3522
3523           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3524           if (REG_NOTES (insn))
3525             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3526
3527           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3528               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3529             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3530           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3531             {
3532               register int i;
3533               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3534                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3535                                may_not_move, last_set);
3536             }
3537         }
3538
3539       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3540         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3541     }
3542   *count_ptr = count;
3543 }
3544 \f
3545 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3546    and that is entered at SCAN_START,
3547    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3548    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3549    from the loop entry point.
3550
3551    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3552    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3553    from an inner loop past two loops.  */
3554
3555 static int
3556 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3557      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3558 {
3559   rtx reg = SET_DEST (set);
3560   rtx p;
3561
3562   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3563      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3564   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3565     {
3566       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3567           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3568         return 1;
3569
3570       if (p == loop_end)
3571         p = loop_start;
3572     }
3573
3574   return 0;
3575 }
3576 \f
3577 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3578    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3579 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3580    value is a linear function of a biv.  */
3581
3582 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3583    Givs by `general_induction_var'.  */
3584
3585 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3586    induction variable, and if so what type.  */
3587
3588 varray_type reg_iv_type;
3589
3590 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3591    if register is an induction variable.  This holds general info for
3592    all induction variables.  */
3593
3594 varray_type reg_iv_info;
3595
3596 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3597    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3598    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3599    to.  */
3600
3601 struct iv_class **reg_biv_class;
3602
3603 /* The head of a list which links together (via the next field)
3604    every iv class for the current loop.  */
3605
3606 struct iv_class *loop_iv_list;
3607
3608 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3609    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3610    separately.  */
3611 int first_increment_giv, last_increment_giv;
3612
3613 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3614
3615 static rtx note_insn;
3616
3617 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3618
3619 static rtx addr_placeholder;
3620
3621 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3622    for the strength reduction code.  */
3623
3624 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3625    bivs, may cause problems.  */
3626
3627 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3628    performance problems.
3629
3630    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3631    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3632    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3633    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3634    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3635    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3636
3637 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3638    positive.  */
3639
3640 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3641    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3642    e.g. the VAX acb insn.  */
3643
3644 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3645    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3646    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3647 \f
3648 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
3649
3650    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3651    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3652    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3653    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3654    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.
3655
3656    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3657    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3658    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3659    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.
3660    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
3661
3662 static void
3663 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3664                  loop_start, loop_end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
3665      rtx scan_start;
3666      rtx end;
3667      rtx loop_top;
3668      int insn_count;
3669      rtx loop_start;
3670      rtx loop_end;
3671      rtx loop_cont;
3672      int unroll_p, bct_p ATTRIBUTE_UNUSED;
3673 {
3674   rtx p;
3675   rtx set;
3676   rtx inc_val;
3677   rtx mult_val;
3678   rtx dest_reg;
3679   rtx *location;
3680   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3681      iteration.  */
3682   int not_every_iteration = 0;
3683   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3684      loop iteration.  */
3685   int maybe_multiple = 0;
3686   /* This is 1 if we have past a branch back to the top of the loop
3687      (aka a loop latch).  */
3688   int past_loop_latch = 0;
3689   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3690   struct iv_class *bl, **backbl;
3691   /* Ratio of extra register life span we can justify
3692      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3693      since in that case saving an insn makes more difference
3694      and more registers are available.  */
3695   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3696   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3697   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3698   rtx *reg_map;
3699   int reg_map_size;
3700   int call_seen;
3701   rtx test;
3702   rtx end_insert_before;
3703   int loop_depth = 0;
3704   int n_extra_increment;
3705   struct loop_info loop_iteration_info;
3706   struct loop_info *loop_info = &loop_iteration_info;
3707
3708   /* If scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3709      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3710   if (prev_nonnote_insn (scan_start) != prev_nonnote_insn (loop_start))
3711     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (scan_start, loop_start, loop_end);
3712
3713   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3714   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3715   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3716     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3717   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3718                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3719
3720   loop_iv_list = 0;
3721   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3722
3723   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3724      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3725      order (i.e. loop order).
3726
3727      If loop_end is the end of the current function, then emit a
3728      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3729      dummy note insn.  */
3730   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3731     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3732   else
3733     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3734
3735   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3736
3737   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3738        p != NULL_RTX;
3739        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3740     {
3741       if (GET_CODE (p) == INSN
3742           && (set = single_set (p))
3743           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3744         {
3745           dest_reg = SET_DEST (set);
3746           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3747               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3748               && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
3749             {
3750               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3751                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
3752                                        &location))
3753                 {
3754                   /* It is a possible basic induction variable.
3755                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3756
3757                   struct induction *v
3758                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3759
3760                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
3761                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3762                   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
3763                 }
3764               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3765                 REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
3766             }
3767         }
3768
3769       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3770          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3771          jump insn between here and the end of the loop either
3772          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3773          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3774
3775       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3776         {
3777           rtx insn = p;
3778
3779           maybe_multiple = 0;
3780
3781           while (1)
3782             {
3783               insn = NEXT_INSN (insn);
3784               if (insn == scan_start)
3785                 break;
3786               if (insn == end)
3787                 {
3788                   if (loop_top != 0)
3789                     insn = loop_top;
3790                   else
3791                     break;
3792                   if (insn == scan_start)
3793                     break;
3794                 }
3795
3796               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3797                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3798                   && (! condjump_p (insn)
3799                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3800                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3801                           && ! loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3802                 {
3803                   maybe_multiple = 1;
3804                   break;
3805                 }
3806             }
3807         }
3808
3809       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3810          on whether they will be executed during each iteration.  */
3811       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3812          code in scan_loop.  */
3813       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3814           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3815              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3816              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3817              will be executed if the loop is executed.  */
3818           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3819                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3820                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3821         {
3822           rtx label = 0;
3823
3824           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3825              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3826              loop_number_exits_labels list.  */
3827
3828           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3829                label;
3830                label = LABEL_NEXTREF (label))
3831             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3832               break;
3833
3834           if (! label)
3835             not_every_iteration = 1;
3836         }
3837
3838       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3839         {
3840           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3841              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3842              even though the exit code has been duplicated.
3843
3844              Insns are also again known to be executed each iteration at
3845              the LOOP_CONT note.  */
3846           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3847                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3848               && loop_depth == 0)
3849             not_every_iteration = 0;
3850           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3851             loop_depth++;
3852           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3853             loop_depth--;
3854         }
3855
3856       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
3857          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
3858          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
3859          a new loop iteration.
3860
3861          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
3862          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
3863          which immediately follows LOOP_START.  */
3864       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop_start))
3865         past_loop_latch = 1;
3866
3867       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3868          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3869          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3870          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3871
3872          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3873          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
3874          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
3875          executed each iteration.  */
3876
3877       if (not_every_iteration
3878           && ! past_loop_latch
3879           && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3880           && no_labels_between_p (p, loop_end)
3881           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
3882         not_every_iteration = 0;
3883     }
3884
3885   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3886      Make a sanity check against n_times_set.  */
3887   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3888     {
3889       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3890           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3891           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3892           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3893           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3894              move.  So leave it alone.  */
3895           || ! bl->incremented)
3896         {
3897           if (loop_dump_stream)
3898             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3899                      bl->regno,
3900                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3901                       ? "not induction variable"
3902                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3903                          : "count error")));
3904
3905           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3906           *backbl = bl->next;
3907         }
3908       else
3909         {
3910           backbl = &bl->next;
3911
3912           if (loop_dump_stream)
3913             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3914         }
3915     }
3916
3917   /* Exit if there are no bivs.  */
3918   if (! loop_iv_list)
3919     {
3920       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3921          strength reduction info available.  */
3922       if (unroll_p)
3923         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
3924                      loop_info, 0);
3925
3926       return;
3927     }
3928
3929   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3930      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3931
3932   call_seen = 0;
3933   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3934     {
3935       note_insn = p;
3936
3937       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3938         call_seen = 1;
3939
3940       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3941           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3942         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3943
3944       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3945          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3946          constants and registers and only certain of those.  */
3947       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3948           && JUMP_LABEL (p) != 0
3949           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3950           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3951           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3952           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3953           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3954           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3955           && bl->init_insn == 0)
3956         {
3957           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3958           if (GET_CODE (test) == NE)
3959             {
3960               bl->init_insn = p;
3961               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3962                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3963             }
3964           else
3965             bl->initial_test = test;
3966         }
3967     }
3968
3969   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3970      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3971      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3972   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3973     {
3974       rtx src;
3975       rtx note;
3976
3977       if (! bl->init_insn)
3978         continue;
3979
3980       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3981          is a constant, use the value of that.  */
3982       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3983            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3984           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3985               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3986         src = XEXP (note, 0);
3987       else
3988         src = SET_SRC (bl->init_set);
3989
3990       if (loop_dump_stream)
3991         fprintf (loop_dump_stream,
3992                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3993                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3994
3995       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3996            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3997           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3998         {
3999           bl->initial_value = src;
4000
4001           if (loop_dump_stream)
4002             {
4003               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
4004                 {
4005                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
4006                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
4007                 }
4008               else
4009                 {
4010                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
4011                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4012                 }
4013             }
4014         }
4015       else
4016         {
4017           struct iv_class *bl2 = 0;
4018           rtx increment;
4019
4020           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
4021              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
4022              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
4023              For simplicity, we only handle the case where there is but a
4024              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
4025           if (bl->biv_count == 1
4026               && bl->regno < max_reg_before_loop
4027               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4028               && GET_CODE (src) == PLUS
4029               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
4030               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4031               && ((increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end))
4032                   != NULL_RTX))
4033             {
4034               int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4035
4036               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4037                 if (bl2->regno == regno)
4038                   break;
4039             }
4040
4041           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4042           if (bl2
4043               && bl2->biv_count == 1
4044               && rtx_equal_p (increment,
4045                               biv_total_increment (bl2, loop_start, loop_end))
4046               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4047                  without any intervening labels.  */
4048               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4049                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4050               /* The register from BL2 must be set before the register from
4051                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4052                  the former set.  Currently there can't be any labels
4053                  in-between when biv_toal_increment returns nonzero both times
4054                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4055                  gets used to set always_computable.  */
4056               && ((loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4057                    && no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4058                   || (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4059                                             bl2->biv->insn)
4060                       && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4061               && validate_change (bl->biv->insn,
4062                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4063                                   copy_rtx (src), 0))
4064             {
4065               int loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
4066               rtx dominator = loop_number_cont_dominator[loop_num];
4067               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4068               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4069               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4070
4071               if (loop_dump_stream)
4072                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4073               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4074               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4075               reg_biv_class[bl->regno] = NULL_PTR;
4076               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4077                  before the first giv use.  */
4078               if (dominator
4079                   && ! loop_insn_first_p (dominator, scan_start)
4080                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4081                                           dominator)
4082                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4083                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4084                 {
4085                   rtx p;
4086                   rtx next;
4087
4088                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4089                     {
4090                       if ((GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) == 'i'
4091                            && (reg_mentioned_p (giv, PATTERN (next))
4092                                || reg_set_p (bl2->biv->src_reg, next)))
4093                           || GET_CODE (next) == JUMP_INSN)
4094                         break;
4095 #ifdef HAVE_cc0
4096                       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) != 'i'
4097                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4098 #endif
4099                         dominator = next;
4100                     }
4101                   if (loop_dump_stream)
4102                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4103                              INSN_UID (dominator));
4104                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4105                      and adjusting all luids in the range.  */
4106                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4107                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4108                     p = PREV_INSN (p);
4109                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4110                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4111                      this giv, delete it.  */
4112                   if (single_set (bl->init_insn)
4113                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4114                     delete_insn (bl->init_insn);
4115                 }
4116               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4117                 {
4118                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4119                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4120                     p = PREV_INSN (p);
4121                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4122                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4123                                  INSN_LUID (p));
4124                 }
4125               /* Remove this biv from the chain.  */
4126               if (bl->next)
4127                 {
4128                   /* We move the following giv from *bl->next into *bl.
4129                      We have to update reg_biv_class for that moved biv
4130                      to point to its new address.  */
4131                   *bl = *bl->next;
4132                   reg_biv_class[bl->regno] = bl;
4133                 }
4134               else
4135                 {
4136                   *backbl = 0;
4137                   break;
4138                 }
4139             }
4140
4141           /* If we can't make it a giv,
4142              let biv keep initial value of "itself".  */
4143           else if (loop_dump_stream)
4144             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4145         }
4146     }
4147
4148   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4149      all but the last increment into a giv.  */
4150
4151   /* Get an upper bound for the number of registers
4152      we might have after all bivs have been processed.  */
4153   first_increment_giv = max_reg_num ();
4154   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4155     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4156
4157   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4158      replacements to take place, since this could loose the volatile markers.  */
4159   if (n_extra_increment  && ! loop_has_volatile)
4160     {
4161       int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4162
4163       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4164       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4165       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4166
4167       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4168         {
4169           struct induction **vp, *v, *next;
4170           int biv_dead_after_loop = 0;
4171
4172           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this first.  */
4173           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4174             {
4175               next = v->next_iv;
4176               v->next_iv = bl->biv;
4177               bl->biv = v;
4178             }
4179
4180           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4181              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4182              would mean that we'd be missing an increment for the final
4183              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4184              the first part of the test to set bl->eliminable.
4185              We don't check here if we can calculate the final value, since
4186              this can't succeed if we already know that there is a jump
4187              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4188              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4189              implies that the jump destination is outside the loop.
4190              If we want to make this check more sophisticated, we should
4191              check each branch between v->insn and next->insn individually
4192              to see if the biv is dead at its destination.  */
4193
4194           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4195               && bl->init_insn
4196               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4197               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4198                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4199 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4200               && ! bl->nonneg
4201 #endif
4202               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4203             biv_dead_after_loop = 1;
4204
4205           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4206             {
4207               HOST_WIDE_INT offset;
4208               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn;
4209               int old_regno, new_regno;
4210
4211               if (! v->always_executed
4212                   || v->maybe_multiple
4213                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4214                   || ! next->always_executed
4215                   || next->maybe_multiple
4216                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4217                   || v->mult_val != const1_rtx
4218                   || next->mult_val != const1_rtx
4219                   || ! (biv_dead_after_loop
4220                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4221                 {
4222                   vp = &v->next_iv;
4223                   continue;
4224                 }
4225               offset = INTVAL (v->add_val);
4226               set = single_set (v->insn);
4227               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4228               old_reg = v->dest_reg;
4229               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4230
4231               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4232                  have been allocated with some slop space, so we may not
4233                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4234                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4235               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4236                 {
4237                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4238                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4239                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4240                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4241                   VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
4242                 }
4243
4244               if (! validate_change (next->insn, next->location, add_val, 0))
4245                 {
4246                   vp = &v->next_iv;
4247                   continue;
4248                 }
4249
4250               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4251                  it into the uses.  */
4252
4253               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4254
4255               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4256                    p != next->insn;
4257                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4258                 {
4259                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4260                     continue;
4261                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4262                     {
4263                       last_use_insn = p;
4264                     }
4265                 }
4266
4267               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4268                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4269                  of an inner loop, so there is little point in making this
4270                  a DEST_REG giv anyways.  */
4271               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4272                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4273                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4274                 {
4275                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4276                   if (! validate_change (next->insn, next->location,
4277                       next->add_val, 0))
4278                     abort ();
4279                   vp = &v->next_iv;
4280                   continue;
4281                 }
4282               next->add_val = add_val;
4283               v->dest_reg = dest_reg;
4284               v->giv_type = DEST_REG;
4285               v->location = &SET_SRC (set);
4286               v->cant_derive = 0;
4287               v->combined_with = 0;
4288               v->maybe_dead = 0;
4289               v->derive_adjustment = 0;
4290               v->same = 0;
4291               v->ignore = 0;
4292               v->new_reg = 0;
4293               v->final_value = 0;
4294               v->same_insn = 0;
4295               v->auto_inc_opt = 0;
4296               v->unrolled = 0;
4297               v->shared = 0;
4298               v->derived_from = 0;
4299               v->always_computable = 1;
4300               v->always_executed = 1;
4301               v->replaceable = 1;
4302               v->no_const_addval = 0;
4303
4304               old_regno = REGNO (old_reg);
4305               new_regno = REGNO (dest_reg);
4306               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4307               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4308               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4309               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4310               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4311
4312               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4313               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4314
4315               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4316                  and record it as a giv.  */
4317               *vp = next;
4318               bl->biv_count--;
4319               v->next_iv = bl->giv;
4320               bl->giv = v;
4321               bl->giv_count++;
4322               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4323               bl->total_benefit += v->benefit;
4324
4325               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4326                  the replaced increment and the next increment, and
4327                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4328               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4329                    p != next->insn;
4330                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4331                 {
4332                   rtx note;
4333
4334                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4335                     continue;
4336                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4337                     {
4338                       last_use_insn = p;
4339                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4340                         abort ();
4341                     }
4342                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4343                     {
4344                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4345                         XEXP (note, 0)
4346                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4347                     }
4348                 }
4349
4350               v->last_use = last_use_insn;
4351               v->lifetime = INSN_LUID (v->insn) - INSN_LUID (last_use_insn);
4352               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4353                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4354                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4355               if (v->lifetime == 0)
4356                 v->ignore = 1;
4357
4358               if (loop_dump_stream)
4359                 fprintf (loop_dump_stream,
4360                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4361                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4362             }
4363         }
4364     }
4365   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4366
4367   /* Search the loop for general induction variables.  */
4368
4369   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4370      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4371
4372   not_every_iteration = 0;
4373   loop_depth = 0;
4374   p = scan_start;
4375   while (1)
4376     {
4377       p = NEXT_INSN (p);
4378       /* At end of a straight-in loop, we are done.
4379          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
4380       if (p == scan_start)
4381         break;
4382       if (p == end)
4383         {
4384           if (loop_top != 0)
4385             p = loop_top;
4386           else
4387             break;
4388           if (p == scan_start)
4389             break;
4390         }
4391
4392       /* Look for a general induction variable in a register.  */
4393       if (GET_CODE (p) == INSN
4394           && (set = single_set (p))
4395           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4396           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
4397         {
4398           rtx src_reg;
4399           rtx add_val;
4400           rtx mult_val;
4401           int benefit;
4402           rtx regnote = 0;
4403           rtx last_consec_insn;
4404
4405           dest_reg = SET_DEST (set);
4406           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4407             continue;
4408
4409           if (/* SET_SRC is a giv.  */
4410               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4411                                       &mult_val, 0, &benefit)
4412                /* Equivalent expression is a giv.  */
4413                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4414                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4415                                              &add_val, &mult_val, 0,
4416                                              &benefit)))
4417               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4418                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4419               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4420               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4421               && dest_reg != src_reg
4422               /* This must be the only place where the register is set.  */
4423               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
4424                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4425                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
4426                                                  src_reg, dest_reg,
4427                                                  &add_val, &mult_val,
4428                                                  &last_consec_insn))))
4429             {
4430               struct induction *v
4431                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
4432
4433               /* If this is a library call, increase benefit.  */
4434               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4435                 benefit += libcall_benefit (p);
4436
4437               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4438               if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
4439                 p = last_consec_insn;
4440
4441               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4442                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
4443                           loop_end);
4444
4445             }
4446         }
4447
4448 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4449       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4450       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4451          still does.  */
4452       if (GET_CODE (p) == INSN)
4453         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
4454                        loop_end);
4455 #endif
4456
4457       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4458          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4459       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4460         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4461         update_giv_derive (p);
4462
4463       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4464          on whether they will be executed during each iteration.  */
4465       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4466          code in scan_loop.  */
4467       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4468           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4469              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4470              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4471              will be executed if the loop is executed.  */
4472           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4473                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4474                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4475         {
4476           rtx label = 0;
4477
4478           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4479              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4480              loop_number_exits_labels list.  */
4481
4482           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4483                label;
4484                label = LABEL_NEXTREF (label))
4485             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4486               break;
4487
4488           if (! label)
4489             not_every_iteration = 1;
4490         }
4491
4492       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4493         {
4494           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4495              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4496              even though the exit code has been duplicated.
4497
4498              Insns are also again known to be executed each iteration at
4499              the LOOP_CONT note.  */
4500           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
4501                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
4502               && loop_depth == 0)
4503             not_every_iteration = 0;
4504           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4505             loop_depth++;
4506           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4507             loop_depth--;
4508         }
4509
4510       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4511          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4512          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4513          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4514
4515          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4516          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4517          will be executed each iteration.  */
4518
4519       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4520           && no_labels_between_p (p, loop_end)
4521           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
4522         not_every_iteration = 0;
4523     }
4524
4525   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4526      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4527      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4528      fail if the iteration variable is a giv.  */
4529
4530   loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info);
4531
4532   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4533      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4534      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4535      so that final_giv_value will work correctly.  */
4536
4537   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4538     {
4539       struct induction *v;
4540
4541       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4542         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4543           check_final_value (v, loop_start, loop_end, loop_info->n_iterations);
4544     }
4545
4546   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4547      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4548      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4549   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info);
4550
4551   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4552      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4553      reg_iv_type for a suitable size.  */
4554   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4555   reg_map = (rtx *) alloca (reg_map_size * sizeof (rtx));
4556   bzero ((char *) reg_map, reg_map_size * sizeof (rtx));
4557
4558   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4559      variable elimination.  */
4560
4561   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4562     {
4563       struct induction *v;
4564       int benefit;
4565       int all_reduced;
4566       rtx final_value = 0;
4567       unsigned nregs;
4568
4569       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4570          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4571          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4572          what its final value will be.
4573
4574          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4575          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4576          this biv.  */
4577
4578       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4579          We aren't concerned with any uses of the biv between
4580          init_insn and loop_start since these won't be affected
4581          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4582          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4583          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4584
4585       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4586            && bl->init_insn
4587            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4588            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4589 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4590            && ! bl->nonneg
4591 #endif
4592            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4593           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end,
4594                                               loop_info->n_iterations))
4595 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4596               && ! bl->nonneg
4597 #endif
4598               ))
4599         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4600                                               threshold, insn_count);
4601       else
4602         {
4603           if (loop_dump_stream)
4604             {
4605               fprintf (loop_dump_stream,
4606                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4607                        bl->regno);
4608               fprintf (loop_dump_stream,
4609                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4610                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4611                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4612             }
4613         }
4614
4615       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4616       combine_givs (bl);
4617
4618       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4619          biv have been strength reduced.
4620          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4621       all_reduced = 1;
4622
4623       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4624          it.  Skip giv's combined with others.  */
4625       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4626         {
4627           struct induction *tv;
4628
4629           if (v->ignore || v->same)
4630             continue;
4631
4632           benefit = v->benefit;
4633
4634           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4635              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4636              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4637              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4638              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4639              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4640              a cost.  Similar situations exist.  */
4641           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4642              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4643              be necessary.  */
4644           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4645               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4646             benefit -= copy_cost;
4647
4648           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4649              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4650           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4651
4652           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4653              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4654              This decision can be made independently for each giv.  */
4655
4656 #ifdef AUTO_INC_DEC
4657           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4658              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4659              add_cost that was done above).  */
4660           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4661               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4662             {
4663               if (HAVE_POST_INCREMENT
4664                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4665                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4666               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4667                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4668                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4669               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4670                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4671                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4672               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4673                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4674                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4675             }
4676 #endif
4677
4678           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4679              flag, and clear all_reduced.  */
4680
4681           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4682              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4683              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4684              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4685              exit.  */
4686
4687           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4688               && ! bl->reversed )
4689             {
4690               if (loop_dump_stream)
4691                 fprintf (loop_dump_stream,
4692                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4693                          INSN_UID (v->insn),
4694                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4695               v->ignore = 1;
4696               all_reduced = 0;
4697             }
4698           else
4699             {
4700               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4701                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4702
4703               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4704                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4705                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4706                   {
4707                     if (loop_dump_stream)
4708                       fprintf (loop_dump_stream,
4709                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4710                                INSN_UID (v->insn));
4711                     v->ignore = 1;
4712                     all_reduced = 0;
4713                     break;
4714                   }
4715             }
4716         }
4717
4718       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4719          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4720          dead and should not be used to derive another giv nor to
4721          eliminate a biv.  */
4722       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4723         {
4724           if (v->ignore
4725               || (v->same && v->same->ignore))
4726             continue;
4727
4728           if (v->last_use)
4729             {
4730               struct induction *v1;
4731
4732               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4733                 if (v->last_use == v1->insn)
4734                   v->maybe_dead = 1;
4735             }
4736           else if (v->giv_type == DEST_REG
4737               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4738             {
4739               struct induction *v1;
4740
4741               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4742                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4743                   v->maybe_dead = 1;
4744             }
4745         }
4746
4747       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4748          combinations to reduce register pressure.
4749          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4750          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4751          reallocation here since it allows to check if there are still
4752          more bivs to process.  */
4753       nregs = max_reg_num ();
4754       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4755         {
4756           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4757              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4758           if (bl->next)
4759             nregs += nregs / 4;
4760           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4761           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4762           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4763         }
4764       recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p);
4765
4766       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4767
4768       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4769         {
4770           struct induction *tv;
4771           if (! v->ignore && v->same == 0)
4772             {
4773               int auto_inc_opt = 0;
4774
4775               /* If the code for derived givs immediately below has already
4776                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4777               if (! v->new_reg)
4778                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4779
4780               if (v->derived_from)
4781                 {
4782                   struct induction *d = v->derived_from;
4783
4784                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4785                      to replace it in v->insn now.  */
4786                   if (! d->new_reg)
4787                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4788                   PATTERN (v->insn)
4789                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4790                   PATTERN (v->insn)
4791                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4792                   /* For each place where the biv is incremented, add an
4793                      insn to set the new, reduced reg for the giv.
4794                      We used to do this only for biv_count != 1, but
4795                      this fails when there is a giv after a single biv
4796                      increment, e.g. when the last giv was expressed as
4797                      pre-decrement.  */
4798                   for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4799                     {
4800                       /* We always emit reduced giv increments before the
4801                          biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4802                          emitting the add insns for derived givs after the
4803                          biv increment, they pick up the updated value of
4804                          the reduced giv.
4805                          If the reduced giv is processed with
4806                          auto_inc_opt == 1, then it is incremented earlier
4807                          than the biv, hence we'll still pick up the right
4808                          value.
4809                          If it's processed with auto_inc_opt == -1,
4810                          that implies that the biv increment is before the
4811                          first reduced giv's use.  The derived giv's lifetime
4812                          is after the reduced giv's lifetime, hence in this
4813                          case, the biv increment doesn't matter.  */
4814                       emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)), tv->insn);
4815                     }
4816                   continue;
4817                 }
4818
4819 #ifdef AUTO_INC_DEC
4820               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4821                  this is an address giv, then try to put the increment
4822                  immediately after its use, so that flow can create an
4823                  auto-increment addressing mode.  */
4824               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4825                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4826                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4827                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4828                   && ! bl->reversed
4829                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4830                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4831                 {
4832                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4833                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4834                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4835
4836                      We simplify this by looking for the common case where
4837                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4838                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4839                      increment occurs after the address giv, then we can
4840                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4841                      would have to go before other_giv, and we would not be
4842                      able to combine it with the address giv to get an
4843                      auto-inc address.)  */
4844                   if (v->combined_with)
4845                     {
4846                       struct induction *other_giv = 0;
4847
4848                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4849                         if (tv->same == v)
4850                           {
4851                             if (other_giv)
4852                               break;
4853                             else
4854                               other_giv = tv;
4855                           }
4856                       if (! tv && other_giv
4857                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4858                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4859                               == INSN_UID (v->insn))
4860                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4861                         auto_inc_opt = 1;
4862                     }
4863                   /* Check for case where increment is before the address
4864                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4865                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4866                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4867                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4868                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4869                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4870                                && (INSN_LUID (scan_start)
4871                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4872                     auto_inc_opt = -1;
4873                   else
4874                     auto_inc_opt = 1;
4875
4876 #ifdef HAVE_cc0
4877                   {
4878                     rtx prev;
4879
4880                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4881                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4882                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4883                         || (auto_inc_opt == -1
4884                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4885                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4886                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4887                       auto_inc_opt = 0;
4888                   }
4889 #endif
4890
4891                   if (auto_inc_opt)
4892                     v->auto_inc_opt = 1;
4893                 }
4894 #endif
4895
4896               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4897                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4898               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4899                 {
4900                   rtx insert_before;
4901
4902                   if (! auto_inc_opt)
4903                     insert_before = tv->insn;
4904                   else if (auto_inc_opt == 1)
4905                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4906                   else
4907                     insert_before = v->insn;
4908
4909                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4910                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4911                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4912                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4913                     /* A multiply is acceptable here
4914                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4915                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4916                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4917                 }
4918
4919               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4920
4921               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4922                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4923             }
4924         }
4925
4926       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4927          as not reduced.
4928
4929          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4930          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4931          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4932
4933       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4934         {
4935           if (v->same && v->same->ignore)
4936             v->ignore = 1;
4937
4938           if (v->ignore)
4939             continue;
4940
4941           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4942              replaced.  */
4943           if (v->same)
4944             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4945                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4946
4947           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4948             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4949                this giv.  */
4950             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4951           else if (v->replaceable)
4952             {
4953               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4954
4955 #if 0
4956               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4957                  this is unnecessary now?  */
4958
4959               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4960                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4961
4962                  However, especially when unrolling loops, the special
4963                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4964                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4965                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4966                  We can not delete the original insn, since it may be part
4967                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4968                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4969               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4970                                v->insn);
4971 #endif
4972             }
4973           else
4974             {
4975               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4976                  the reduced giv, same as above.  */
4977               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4978                                v->insn);
4979             }
4980
4981           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4982              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4983              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4984              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4985              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4986           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4987             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4988                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4989           else if (v->final_value)
4990             {
4991               rtx insert_before;
4992
4993               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4994                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4995                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4996                  since this is slightly more efficient.  */
4997               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4998                 insert_before = loop_start;
4999               else
5000                 insert_before = end_insert_before;
5001               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
5002                                 insert_before);
5003
5004 #if 0
5005               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
5006                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
5007                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
5008                  every insn in the libcall.  Note, however, that
5009                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
5010                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
5011                  matter that the original insn remains because it is dead
5012                  anyways.  */
5013               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
5014                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
5015               delete_insn (v->insn);
5016 #endif
5017             }
5018
5019           if (loop_dump_stream)
5020             {
5021               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
5022                        INSN_UID (v->insn));
5023               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
5024               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5025             }
5026         }
5027
5028       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
5029          merit it.  */
5030
5031       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
5032          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
5033          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
5034          combined with.
5035
5036          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
5037          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
5038          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
5039          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
5040          used from the simpler giv.  */
5041
5042       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5043         if (! v->maybe_dead && v->same)
5044           v->same->maybe_dead = 0;
5045
5046       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
5047          This won't work if ! all_reduced,
5048          since the givs we planned to use might not have been reduced.
5049
5050          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
5051          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
5052          be used as a biv replacement.
5053
5054          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
5055          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
5056          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
5057          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
5058          replace it with a compare with a constant will fail.
5059
5060          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
5061          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
5062          doing so in the rare cases where it can occur.  */
5063
5064       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
5065           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
5066                                   threshold, insn_count))
5067
5068         {
5069           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
5070              or otherwise drop straight in, based on this test, then
5071              we might want to rewrite it also.  This way some later
5072              pass has more hope of removing the initialization of this
5073              biv entirely.  */
5074
5075           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
5076              and we must emit an insn to set it just in case.
5077
5078              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
5079              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
5080              proper final value for such a biv here anyways.  */
5081           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
5082             {
5083               rtx insert_before;
5084
5085               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5086                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5087                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
5088                  loop, since this is slightly more efficient.  */
5089               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5090                 insert_before = loop_start;
5091               else
5092                 insert_before = end_insert_before;
5093
5094               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
5095                                 end_insert_before);
5096             }
5097
5098 #if 0
5099           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
5100              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
5101              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
5102           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
5103              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
5104              will only succeed when there are multiple exits if the biv
5105              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
5106              insn remains, because it is dead anyways.  */
5107           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5108             delete_insn (v->insn);
5109 #endif
5110
5111           if (loop_dump_stream)
5112             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
5113                      bl->regno);
5114         }
5115     }
5116
5117   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5118      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5119
5120   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5121     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5122         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5123       {
5124         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5125         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5126         INSN_CODE (p) = -1;
5127       }
5128
5129   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5130      induction variable information that strength_reduce has already
5131      collected.  */
5132
5133   if (unroll_p)
5134     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
5135                  loop_info, 1);
5136
5137 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5138   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5139   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5140       && flag_branch_on_count_reg)
5141     insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info);
5142 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5143
5144   if (loop_dump_stream)
5145     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5146   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5147   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5148 }
5149 \f
5150 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5151    compared against in an initial test).
5152
5153    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5154    the current insn and the start of the loop.
5155
5156    INSN is the insn containing X.  */
5157
5158 static int
5159 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5160      rtx x;
5161      rtx insn;
5162      int call_seen;
5163      rtx loop_start;
5164 {
5165   if (CONSTANT_P (x))
5166     return 1;
5167
5168   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5169      we know.  */
5170   if (GET_CODE (x) != REG
5171       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5172     return 0;
5173
5174   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5175      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5176   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5177       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5178           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5179     return 0;
5180
5181   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5182      loop.  */
5183   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5184     return 0;
5185
5186   return 1;
5187 }
5188 \f
5189 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5190    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5191    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5192    every loop iteration.  */
5193
5194 static void
5195 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
5196      rtx x;
5197      rtx insn;
5198      int not_every_iteration;
5199      rtx loop_start, loop_end;
5200 {
5201   register int i, j;
5202   register enum rtx_code code;
5203   register char *fmt;
5204
5205   if (x == 0)
5206     return;
5207
5208   code = GET_CODE (x);
5209   switch (code)
5210     {
5211     case REG:
5212     case CONST_INT:
5213     case CONST:
5214     case CONST_DOUBLE:
5215     case SYMBOL_REF:
5216     case LABEL_REF:
5217     case PC:
5218     case CC0:
5219     case ADDR_VEC:
5220     case ADDR_DIFF_VEC:
5221     case USE:
5222     case CLOBBER:
5223       return;
5224
5225     case MEM:
5226       {
5227         rtx src_reg;
5228         rtx add_val;
5229         rtx mult_val;
5230         int benefit;
5231
5232         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5233            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
5234            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5235            this one would not be seen.   */
5236
5237         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5238                                    &mult_val, 1, &benefit))
5239           {
5240             /* Found one; record it.  */
5241             struct induction *v
5242               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5243
5244             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5245                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5246                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
5247
5248             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5249           }
5250       }
5251       return;
5252
5253     default:
5254       break;
5255     }
5256
5257   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5258
5259   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5260   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5261     if (fmt[i] == 'e')
5262       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
5263                      loop_end);
5264     else if (fmt[i] == 'E')
5265       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5266         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5267                        loop_start, loop_end);
5268 }
5269 \f
5270 /* Fill in the data about one biv update.
5271    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5272    allocated by the caller, with alloca.)
5273    INSN is the insn that sets it.
5274    DEST_REG is the biv's reg.
5275
5276    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5277    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5278    being set to INC_VAL.
5279
5280    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5281    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5282    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5283    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5284    executed exactly once per iteration.  */
5285
5286 static void
5287 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5288             not_every_iteration, maybe_multiple)
5289      struct induction *v;
5290      rtx insn;
5291      rtx dest_reg;
5292      rtx inc_val;
5293      rtx mult_val;
5294      rtx *location;
5295      int not_every_iteration;
5296      int maybe_multiple;
5297 {
5298   struct iv_class *bl;
5299
5300   v->insn = insn;
5301   v->src_reg = dest_reg;
5302   v->dest_reg = dest_reg;
5303   v->mult_val = mult_val;
5304   v->add_val = inc_val;
5305   v->location = location;
5306   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5307   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5308   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5309   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5310
5311   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5312      if this is the first incrementation of the reg.  */
5313
5314   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5315   if (bl == 0)
5316     {
5317       /* Create and initialize new iv_class.  */
5318
5319       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5320
5321       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5322       bl->biv = 0;
5323       bl->giv = 0;
5324       bl->biv_count = 0;
5325       bl->giv_count = 0;
5326
5327       /* Set initial value to the reg itself.  */
5328       bl->initial_value = dest_reg;
5329       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5330       bl->init_insn = 0;
5331       bl->init_set = 0;
5332       bl->initial_test = 0;
5333       bl->incremented = 0;
5334       bl->eliminable = 0;
5335       bl->nonneg = 0;
5336       bl->reversed = 0;
5337       bl->total_benefit = 0;
5338
5339       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5340       bl->next = loop_iv_list;
5341       loop_iv_list = bl;
5342
5343       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5344       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5345     }
5346
5347   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5348   v->next_iv = bl->biv;
5349   bl->biv = v;
5350   bl->biv_count++;
5351   if (mult_val == const1_rtx)
5352     bl->incremented = 1;
5353
5354   if (loop_dump_stream)
5355     {
5356       fprintf (loop_dump_stream,
5357                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5358                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5359       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5360         {
5361           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5362           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5363           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5364         }
5365       else
5366         {
5367           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5368           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5369           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5370         }
5371     }
5372 }
5373 \f
5374 /* Fill in the data about one giv.
5375    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5376    allocated by the caller, with alloca.)
5377    INSN is the insn that sets it.
5378    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5379    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5380    into a register or is used as a memory address.
5381
5382    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5383    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5384    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5385    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5386
5387 static void
5388 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5389             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
5390      struct induction *v;
5391      rtx insn;
5392      rtx src_reg;
5393      rtx dest_reg;
5394      rtx mult_val, add_val;
5395      int benefit;
5396      enum g_types type;
5397      int not_every_iteration;
5398      rtx *location;
5399      rtx loop_start, loop_end;
5400 {
5401   struct induction *b;
5402   struct iv_class *bl;
5403   rtx set = single_set (insn);
5404
5405   v->insn = insn;
5406   v->src_reg = src_reg;
5407   v->giv_type = type;
5408   v->dest_reg = dest_reg;
5409   v->mult_val = mult_val;
5410   v->add_val = add_val;
5411   v->benefit = benefit;
5412   v->location = location;
5413   v->cant_derive = 0;
5414   v->combined_with = 0;
5415   v->maybe_multiple = 0;
5416   v->maybe_dead = 0;
5417   v->derive_adjustment = 0;
5418   v->same = 0;
5419   v->ignore = 0;
5420   v->new_reg = 0;
5421   v->final_value = 0;
5422   v->same_insn = 0;
5423   v->auto_inc_opt = 0;
5424   v->unrolled = 0;
5425   v->shared = 0;
5426   v->derived_from = 0;
5427   v->last_use = 0;
5428
5429   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5430      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5431      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5432      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5433      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5434      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5435      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5436
5437   if (type == DEST_ADDR)
5438     v->always_computable = 1;
5439   else
5440     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5441
5442   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5443
5444   if (type == DEST_ADDR)
5445     {
5446       v->mode = GET_MODE (*location);
5447       v->lifetime = 1;
5448     }
5449   else /* type == DEST_REG */
5450     {
5451       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5452
5453       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5454                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5455
5456       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5457          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5458          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5459       if (v->lifetime == 0)
5460         v->ignore = 1;
5461
5462       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5463       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5464     }
5465
5466   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5467
5468   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5469   if (bl)
5470     {
5471       v->next_iv = bl->giv;
5472       bl->giv = v;
5473       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5474          insns that calculate givs.  */
5475       if (type == DEST_REG)
5476         bl->giv_count++;
5477       bl->total_benefit += benefit;
5478     }
5479   else
5480     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5481     abort ();
5482
5483   if (type == DEST_ADDR)
5484     v->replaceable = 1;
5485   else
5486     {
5487       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5488          of the following conditions are true:
5489          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5490            on which the giv is used at all
5491            (there are two ways to deduce this:
5492             either the insn is executed on every iteration,
5493             or all uses follow that insn in the same basic block),
5494          - the giv is not used outside the loop
5495          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5496
5497       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5498           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5499           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
5500           && (! not_every_iteration
5501               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5502         {
5503           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5504              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5505
5506           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5507              and last use of the giv.
5508
5509              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5510              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5511              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5512              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5513              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5514              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5515              using this biv anyways.  */
5516
5517           v->replaceable = 1;
5518           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5519             {
5520               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5521                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5522                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5523                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5524                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5525                 {
5526                   v->replaceable = 0;
5527                   v->not_replaceable = 1;
5528                   break;
5529                 }
5530             }
5531
5532           /* If there are any backwards branches that go from after the
5533              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5534           if (v->replaceable)
5535             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5536               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5537                 {
5538                   v->replaceable = 0;
5539                   v->not_replaceable = 1;
5540                   break;
5541                 }
5542         }
5543       else
5544         {
5545           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5546              decide.  */
5547           v->replaceable = 0;
5548           v->not_replaceable = 0;
5549         }
5550     }
5551
5552   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5553      combine_givs.  */
5554   {
5555     rtx tem = add_val;
5556
5557     v->no_const_addval = 1;
5558     if (tem == const0_rtx)
5559       ;
5560     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5561       v->no_const_addval = 0;
5562     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5563       {
5564         while (1)
5565           {
5566             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5567               tem = XEXP (tem, 0);
5568             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5569               tem = XEXP (tem, 1);
5570             else
5571               break;
5572           }
5573         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5574           v->no_const_addval = 0;
5575       }
5576   }
5577
5578   if (loop_dump_stream)
5579     {
5580       if (type == DEST_REG)
5581         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5582                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5583       else
5584         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5585                  INSN_UID (insn));
5586
5587       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5588                REGNO (src_reg), v->benefit);
5589       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5590                v->lifetime);
5591
5592       if (v->replaceable)
5593         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5594
5595       if (v->no_const_addval)
5596         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5597
5598       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5599         {
5600           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5601           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5602         }
5603       else
5604         {
5605           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5606           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5607         }
5608
5609       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5610         {
5611           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5612           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5613         }
5614       else
5615         {
5616           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5617           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5618         }
5619     }
5620
5621   if (loop_dump_stream)
5622     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5623
5624 }
5625
5626
5627 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5628    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5629    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5630    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5631    have been identified.  */
5632
5633 static void
5634 check_final_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
5635      struct induction *v;
5636      rtx loop_start, loop_end;
5637      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
5638 {
5639   struct iv_class *bl;
5640   rtx final_value = 0;
5641
5642   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5643
5644   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5645      replaceable above in record_giv.  */
5646
5647   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5648      of the following conditions are true:
5649      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5650        on which the giv is used at all
5651        (there are two ways to deduce this:
5652         either the insn is executed on every iteration,
5653         or all uses follow that insn in the same basic block),
5654      - its final value can be calculated (this condition is different
5655        than the one above in record_giv)
5656      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5657
5658 #if 0
5659   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5660   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5661   v->replaceable = 0;
5662 #endif
5663
5664   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations))
5665       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5666     {
5667       int biv_increment_seen = 0;
5668       rtx p = v->insn;
5669       rtx last_giv_use;
5670
5671       v->replaceable = 1;
5672
5673       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5674          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5675          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5676          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5677
5678       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5679          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5680          that sets the giv, and search around the loop until we come
5681          back to that insn again.
5682
5683          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5684          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5685          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5686          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5687          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5688          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5689          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5690
5691       last_giv_use = v->insn;
5692
5693       while (1)
5694         {
5695           p = NEXT_INSN (p);
5696           if (p == loop_end)
5697             p = NEXT_INSN (loop_start);
5698           if (p == v->insn)
5699             break;
5700
5701           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5702               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5703             {
5704               if (biv_increment_seen)
5705                 {
5706                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5707                     {
5708                       v->replaceable = 0;
5709                       v->not_replaceable = 1;
5710                       break;
5711                     }
5712                 }
5713               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5714                 biv_increment_seen = 1;
5715               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5716                 last_giv_use = p;
5717             }
5718         }
5719
5720       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5721          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5722          replaceable.  */
5723
5724       if (v->replaceable)
5725         {
5726           p = v->insn;
5727           while (1)
5728             {
5729               p = NEXT_INSN (p);
5730               if (p == loop_end)
5731                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5732               if (p == last_giv_use)
5733                 break;
5734
5735               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5736                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5737                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5738                        && loop_insn_first_p (loop_start, JUMP_LABEL (p)))
5739                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5740                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop_end))))
5741                 {
5742                   v->replaceable = 0;
5743                   v->not_replaceable = 1;
5744
5745                   if (loop_dump_stream)
5746                     fprintf (loop_dump_stream,
5747                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5748
5749                   break;
5750                 }
5751             }
5752         }
5753
5754       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5755       if (v->replaceable)
5756         v->final_value = final_value;
5757     }
5758
5759   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5760     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5761              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5762 }
5763 \f
5764 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5765
5766    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5767    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5768    another giv.
5769
5770    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5771    derive another giv once a label has been passed.
5772
5773    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5774
5775 static void
5776 update_giv_derive (p)
5777      rtx p;
5778 {
5779   struct iv_class *bl;
5780   struct induction *biv, *giv;
5781   rtx tem;
5782   int dummy;
5783
5784   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5785
5786      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5787      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5788      derive any givs after a label is passed.
5789
5790      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5791      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5792      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5793      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5794      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5795      sub-cases within this case.
5796
5797      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5798      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5799      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5800      this extra tracking doesn't seem worth it).
5801
5802      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5803      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5804      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5805      on the jump again here.
5806
5807      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5808      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5809      the giv cannot derive further givs.  */
5810
5811   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5812     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5813       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5814           || biv->insn == p)
5815         {
5816           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5817             {
5818               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5819                  checking all of these conditions again.  */
5820               if (giv->cant_derive)
5821                 continue;
5822
5823               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5824                  it cannot derive anything.  */
5825               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5826                 giv->cant_derive = 1;
5827
5828               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5829                  they are really invariants.  Also skip those that are
5830                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5831                  any biv update.  */
5832               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5833                 continue;
5834
5835               /* The only way we can allow this giv to derive another
5836                  is if this is a biv increment and we can form the product
5837                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5838                  be able to compute a compensation.  */
5839               else if (biv->insn == p)
5840                 {
5841                   tem = 0;
5842
5843                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5844                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5845                                                            biv->add_val,
5846                                                            giv->mult_val),
5847                                              &dummy);
5848
5849                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5850                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem,
5851                                                            giv->derive_adjustment),
5852                                              &dummy);
5853                   if (tem)
5854                     giv->derive_adjustment = tem;
5855                   else
5856                     giv->cant_derive = 1;
5857                 }
5858               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5859                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5860                 giv->cant_derive = 1;
5861             }
5862         }
5863 }
5864 \f
5865 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5866    X is the source of insn P, or a part of it.
5867    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5868
5869    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5870    We accept patterns of these forms:
5871      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5872      REG = INVARIANT + REG
5873
5874    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5875    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5876    we found the additive term into *LOCATION.
5877
5878    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5879    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5880
5881    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5882    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5883    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5884    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5885    into the variable.
5886
5887    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5888    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5889    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5890    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5891
5892    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5893    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5894    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5895    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5896    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5897    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5898    not ZERO_EXTEND.
5899
5900    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5901
5902 static int
5903 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5904      register rtx x;
5905      enum machine_mode mode;
5906      rtx p;
5907      rtx dest_reg;
5908      rtx *inc_val;
5909      rtx *mult_val;
5910      rtx **location;
5911 {
5912   register enum rtx_code code;
5913   rtx *argp, arg;
5914   rtx insn, set = 0;
5915
5916   code = GET_CODE (x);
5917   switch (code)
5918     {
5919     case PLUS:
5920       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5921           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5922               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5923               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5924         {
5925           argp = &XEXP (x, 1);
5926         }
5927       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5928                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5929                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5930                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5931         {
5932           argp = &XEXP (x, 0);
5933         }
5934       else
5935         return 0;
5936
5937       arg = *argp;
5938       if (invariant_p (arg) != 1)
5939         return 0;
5940
5941       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5942       *mult_val = const1_rtx;
5943       *location = argp;
5944       return 1;
5945
5946     case SUBREG:
5947       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5948          value.  */
5949       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5950         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5951                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5952       return 0;
5953
5954     case REG:
5955       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5956          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5957
5958       insn = p;
5959       while (1)
5960         {
5961           do {
5962             insn = PREV_INSN (insn);
5963           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5964                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5965
5966           if (!insn)
5967             break;
5968           set = single_set (insn);
5969           if (set == 0)
5970             break;
5971
5972           if ((SET_DEST (set) == x
5973                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5974                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5975                        <= UNITS_PER_WORD)
5976                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
5977               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
5978                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5979                                        ? GET_MODE (x)
5980                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5981                                       dest_reg, insn,
5982                                       inc_val, mult_val, location))
5983             return 1;
5984         }
5985       /* ... fall through ...  */
5986
5987       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5988          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5989          as a biv of the outer loop,
5990          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5991     case MEM:
5992       if (invariant_p (x) != 1)
5993         return 0;
5994     case CONST_INT:
5995     case SYMBOL_REF:
5996     case CONST:
5997       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
5998          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
5999          would be a useful iterator anyways.  */
6000       if (loops_enclosed == 1
6001           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
6002           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
6003         {
6004           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
6005           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
6006           *mult_val = const0_rtx;
6007           return 1;
6008         }
6009       else
6010         return 0;
6011
6012     case SIGN_EXTEND:
6013       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6014                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
6015
6016     case ASHIFTRT:
6017       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
6018       for (insn = PREV_INSN (p);
6019            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6020             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6021            insn = PREV_INSN (insn))
6022         ;
6023
6024       if (insn)
6025         set = single_set (insn);
6026
6027       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
6028           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
6029           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
6030           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
6031           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
6032         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
6033                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6034                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
6035                                     location);
6036       return 0;
6037
6038     default:
6039       return 0;
6040     }
6041 }
6042 \f
6043 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
6044    function   of a basic induction variable,
6045    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
6046    The coefficients can be any loop invariant quantity.
6047    A giv need not be computed directly from the biv;
6048    it can be computed by way of other givs.  */
6049
6050 /* Determine whether X computes a giv.
6051    If it does, return a nonzero value
6052      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6053    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6054    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6055      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6056
6057 static int
6058 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
6059      rtx x;
6060      rtx *src_reg;
6061      rtx *add_val;
6062      rtx *mult_val;
6063      int is_addr;
6064      int *pbenefit;
6065 {
6066   rtx orig_x = x;
6067   char *storage;
6068
6069   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6070   if (invariant_p (x) == 1)
6071     return 0;
6072
6073   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6074      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6075   storage = (char *) oballoc (0);
6076   *pbenefit = 0;
6077   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
6078   if (x == 0)
6079     {
6080       obfree (storage);
6081       return 0;
6082     }
6083
6084   switch (GET_CODE (x))
6085     {
6086     case USE:
6087     case CONST_INT:
6088       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6089          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6090          with.  */
6091       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6092       *mult_val = const0_rtx;
6093       *add_val = x;
6094       break;
6095
6096     case REG:
6097       /* This is equivalent to a BIV.  */
6098       *src_reg = x;
6099       *mult_val = const1_rtx;
6100       *add_val = const0_rtx;
6101       break;
6102
6103     case PLUS:
6104       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6105          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6106       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6107         {
6108           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6109           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6110         }
6111       else
6112         {
6113           *src_reg = XEXP (x, 0);
6114           *mult_val = const1_rtx;
6115         }
6116       *add_val = XEXP (x, 1);
6117       break;
6118
6119     case MULT:
6120       /* ADD_VAL is zero.  */
6121       *src_reg = XEXP (x, 0);
6122       *mult_val = XEXP (x, 1);
6123       *add_val = const0_rtx;
6124       break;
6125
6126     default:
6127       abort ();
6128     }
6129
6130   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6131      unless they are CONST_INT).  */
6132   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6133     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6134   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6135     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6136
6137   if (is_addr)
6138     {
6139 #ifdef ADDRESS_COST
6140       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6141 #else
6142       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6143 #endif
6144     }
6145   else
6146     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6147
6148   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6149      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
6150      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
6151   return 1;
6152 }
6153 \f
6154 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6155    We will canonicalize it to be of the form
6156         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6157               (invar_2))
6158    with possible degeneracies.
6159
6160    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6161    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6162    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6163    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6164
6165    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6166    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6167    returns 0.
6168
6169    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6170    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
6171
6172    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6173
6174 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6175 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
6176
6177 static rtx
6178 simplify_giv_expr (x, benefit)
6179      rtx x;
6180      int *benefit;
6181 {
6182   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6183   rtx arg0, arg1;
6184   rtx tem;
6185
6186   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6187      mode, this can't be a giv.  */
6188   if (mode != VOIDmode
6189       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6190           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6191     return NULL_RTX;
6192
6193   switch (GET_CODE (x))
6194     {
6195     case PLUS:
6196       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6197       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6198       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6199         return NULL_RTX;
6200
6201       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6202       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6203            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6204           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6205                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6206                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6207         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6208
6209       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6210       if (arg1 == const0_rtx)
6211         return arg0;
6212       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6213         switch (GET_CODE (arg0))
6214           {
6215           case CONST_INT:
6216           case USE:
6217             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6218                addition operation inside a USE and return it.  */
6219             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6220               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6221             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6222               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6223
6224             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6225               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6226             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6227               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6228             else
6229               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6230
6231             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6232               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6233             return tem;
6234
6235           case REG:
6236           case MULT:
6237             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6238             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6239
6240           case PLUS:
6241             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6242             return simplify_giv_expr (
6243                 gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 0),
6244                               gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 1), arg1)),
6245                 benefit);
6246
6247           default:
6248             abort ();
6249           }
6250
6251       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6252          MULT to reduce cases.  */
6253       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6254         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6255       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6256         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6257
6258       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6259          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6260          Recurse to associate the second PLUS.  */
6261       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6262         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6263
6264       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6265           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6266                                                   gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6267                                                                 XEXP (arg1, 0)),
6268                                                   XEXP (arg1, 1)),
6269                                     benefit);
6270
6271       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6272       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6273         return NULL_RTX;
6274
6275       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6276         return NULL_RTX;
6277
6278       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6279                                               XEXP (arg0, 0),
6280                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6281                                                             XEXP (arg0, 1),
6282                                                             XEXP (arg1, 1))),
6283                                 benefit);
6284
6285     case MINUS:
6286       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6287       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6288                                               XEXP (x, 0),
6289                                               gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 1),
6290                                                             constm1_rtx)),
6291                                 benefit);
6292
6293     case MULT:
6294       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6295       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6296       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6297         return NULL_RTX;
6298
6299       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6300       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6301           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6302         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6303
6304       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6305       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6306         return NULL_RTX;
6307
6308       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6309       if (arg1 == const0_rtx)
6310         return const0_rtx;
6311
6312       else if (arg1 == const1_rtx)
6313         return arg0;
6314
6315       switch (GET_CODE (arg0))
6316         {
6317         case REG:
6318           /* biv * invar.  Done.  */
6319           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6320
6321         case CONST_INT:
6322           /* Product of two constants.  */
6323           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6324
6325         case USE:
6326           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will
6327              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6328           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6329             return NULL_RTX;
6330
6331           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6332           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6333             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6334           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6335                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6336                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6337             {
6338               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6339                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6340                                            * INTVAL (arg1)));
6341             }
6342           else
6343             return NULL_RTX;
6344           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6345
6346         case MULT:
6347           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6348           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6349                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6350                                                                 XEXP (arg0, 1),
6351                                                                 arg1)),
6352                                     benefit);
6353
6354         case PLUS:
6355           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6356           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6357                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6358                                                                 XEXP (arg0, 0),
6359                                                                 arg1),
6360                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6361                                                                 XEXP (arg0, 1),
6362                                                                 arg1)),
6363                                     benefit);
6364
6365         default:
6366           abort ();
6367         }
6368
6369     case ASHIFT:
6370       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6371       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6372         return 0;
6373
6374       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6375                                               XEXP (x, 0),
6376                                               GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6377                                                        << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6378                                 benefit);
6379
6380     case NEG:
6381       /* "-a" is "a * (-1)" */
6382       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6383                                 benefit);
6384
6385     case NOT:
6386       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6387       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
6388                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6389                                                const1_rtx),
6390                                 benefit);
6391
6392     case USE:
6393       /* Already in proper form for invariant.  */
6394       return x;
6395
6396     case REG:
6397       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6398       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6399         return 0;
6400
6401       /* Check for biv or giv.  */
6402       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6403         {
6404         case BASIC_INDUCT:
6405           return x;
6406         case GENERAL_INDUCT:
6407           {
6408             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6409
6410             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6411                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6412             *benefit += v->benefit;
6413             if (v->cant_derive)
6414               return 0;
6415
6416             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode, v->src_reg,
6417                                                     v->mult_val),
6418                            v->add_val);
6419             if (v->derive_adjustment)
6420               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6421             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
6422           }
6423
6424         default:
6425           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6426              may be able to simplify things further by looking through
6427              the bits we just moved outside the loop.  */
6428           if (invariant_p (x) == 1)
6429             {
6430               struct movable *m;
6431
6432               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6433                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6434                   {
6435                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6436
6437                     /* If we match another movable, we must use that, as
6438                        this one is going away.  */
6439                     if (m->match)
6440                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
6441
6442                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6443                        instructions that were moved together.  We handle this
6444                        case only to the point of seeking to the last insn and
6445                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6446                     if (m->consec != 0)
6447                       {
6448                         int i = m->consec;
6449                         tem = m->insn;
6450                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6451
6452                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6453                         if (tem)
6454                           tem = XEXP (tem, 0);
6455                       }
6456                     else
6457                       {
6458                         tem = single_set (m->insn);
6459                         if (tem)
6460                           tem = SET_SRC (tem);
6461                       }
6462
6463                     if (tem)
6464                       {
6465                         /* What we are most interested in is pointer
6466                            arithmetic on invariants -- only take
6467                            patterns we may be able to do something with.  */
6468                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6469                             || GET_CODE (tem) == MULT
6470                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6471                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6472                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6473                           {
6474                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
6475                             if (tem)
6476                               return tem;
6477                           }
6478                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6479                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6480                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6481                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6482                           {
6483                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
6484                             if (tem)
6485                               return tem;
6486                           }
6487                       }
6488                     break;
6489                   }
6490             }
6491           break;
6492         }
6493
6494       /* Fall through to general case.  */
6495     default:
6496       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6497          Otherwise, not giv.  */
6498       if (GET_CODE (x) == USE)
6499         x = XEXP (x, 0);
6500
6501       if (invariant_p (x) == 1)
6502         {
6503           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6504             return x;
6505           if (GET_CODE (x) == CONST
6506               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6507               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6508               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6509             x = XEXP (x, 0);
6510           return gen_rtx_USE (mode, x);
6511         }
6512       else
6513         return 0;
6514     }
6515 }
6516
6517 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6518    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6519
6520 static rtx
6521 sge_plus_constant (x, c)
6522      rtx x, c;
6523 {
6524   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6525     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6526   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6527     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6528   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6529     {
6530       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6531                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6532     }
6533   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6534            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6535     {
6536       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6537                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6538     }
6539   else
6540     {
6541       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6542                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6543     }
6544 }
6545
6546 static rtx
6547 sge_plus (mode, x, y)
6548      enum machine_mode mode;
6549      rtx x, y;
6550 {
6551   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6552     {
6553       rtx a = XEXP (y, 0);
6554       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6555         x = sge_plus_constant (x, a);
6556       else
6557         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6558       y = XEXP (y, 1);
6559     }
6560   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6561     x = sge_plus_constant (x, y);
6562   else
6563     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6564   return x;
6565 }
6566 \f
6567 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6568    for example,
6569       giv = biv * M
6570       giv = giv + A
6571    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6572    we check that all other insns that set the same register follow
6573    immediately after P, that they alter nothing else,
6574    and that the result of the last is still a giv.
6575
6576    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6577    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6578    all the consecutive insns that compute the value.
6579
6580    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6581    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6582
6583    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6584    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6585
6586 static int
6587 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6588                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6589      int first_benefit;
6590      rtx p;
6591      rtx src_reg;
6592      rtx dest_reg;
6593      rtx *add_val;
6594      rtx *mult_val;
6595      rtx *last_consec_insn;
6596 {
6597   int count;
6598   enum rtx_code code;
6599   int benefit;
6600   rtx temp;
6601   rtx set;
6602
6603   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6604      each insn of the multi-insn sequence.
6605
6606      This induction structure will be used only by the call to
6607      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6608      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6609      a new induction structure.  */
6610   struct induction *v
6611     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6612   v->src_reg = src_reg;
6613   v->mult_val = *mult_val;
6614   v->add_val = *add_val;
6615   v->benefit = first_benefit;
6616   v->cant_derive = 0;
6617   v->derive_adjustment = 0;
6618
6619   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6620   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6621
6622   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6623
6624   while (count > 0)
6625     {
6626       p = NEXT_INSN (p);
6627       code = GET_CODE (p);
6628
6629       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6630       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6631         p = XEXP (temp, 0);
6632
6633       if (code == INSN
6634           && (set = single_set (p))
6635           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6636           && SET_DEST (set) == dest_reg
6637           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6638                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6639               /* Giv created by equivalent expression.  */
6640               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6641                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6642                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6643           && src_reg == v->src_reg)
6644         {
6645           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6646             benefit += libcall_benefit (p);
6647
6648           count--;
6649           v->mult_val = *mult_val;
6650           v->add_val = *add_val;
6651           v->benefit = benefit;
6652         }
6653       else if (code != NOTE)
6654         {
6655           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6656              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6657              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6658           if (code == INSN
6659               && (set = single_set (p))
6660               && SET_DEST (set) != dest_reg
6661               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6662             continue;
6663
6664           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6665           return 0;
6666         }
6667     }
6668
6669   *last_consec_insn = p;
6670   return v->benefit;
6671 }
6672 \f
6673 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6674    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6675    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6676
6677    To perform the computation, we note that
6678         G1 = x * v + a          and
6679         G2 = y * v + b
6680    where `v' is the biv.
6681
6682    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6683
6684    Note that MULT = y/x.
6685
6686    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6687    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6688    subtracting variables.  */
6689
6690 static rtx
6691 express_from_1 (a, b, mult)
6692      rtx a, b, mult;
6693 {
6694   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6695
6696   if (mult == const0_rtx)
6697     return b;
6698
6699   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6700      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6701      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6702      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6703
6704   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6705     return NULL_RTX;
6706
6707   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6708      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6709      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6710      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6711      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6712
6713   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6714     {
6715       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6716
6717       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6718       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6719         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6720
6721       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6722       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6723         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6724
6725       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6726         /* We matched: remove one reg completely.  */
6727         a = oa, b = ob;
6728       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6729         /* An alternate match.  */
6730         a = oa, b = rb;
6731       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6732         /* An alternate match.  */
6733         a = ra, b = ob;
6734       else
6735         {
6736           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6737              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6738           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6739           if (ob == NULL_RTX)
6740             return NULL_RTX;
6741           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6742         }
6743     }
6744
6745   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6746      get rid of everything but a constant.  */
6747
6748   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6749     {
6750       rtx ra, oa;
6751
6752       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6753       if (rtx_equal_p (oa, b))
6754         oa = ra;
6755       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6756         return NULL_RTX;
6757
6758       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6759         return NULL_RTX;
6760
6761       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6762     }
6763   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6764     {
6765       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6766     }
6767   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6768     {
6769       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6770         return XEXP (b, 1);
6771       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6772         return XEXP (b, 0);
6773       else
6774         return NULL_RTX;
6775     }
6776   else if (rtx_equal_p (a, b))
6777     return const0_rtx;
6778
6779   return NULL_RTX;
6780 }
6781
6782 rtx
6783 express_from (g1, g2)
6784      struct induction *g1, *g2;
6785 {
6786   rtx mult, add;
6787
6788   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6789      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6790      for notation) is also an integer.  */
6791   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6792       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6793     {
6794       if (g1->mult_val == const0_rtx
6795           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6796         return NULL_RTX;
6797       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6798     }
6799   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6800     mult = const1_rtx;
6801   else
6802     {
6803       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6804       return NULL_RTX;
6805     }
6806
6807   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6808   if (add == NULL_RTX)
6809     return NULL_RTX;
6810
6811   /* Form simplified final result.  */
6812   if (mult == const0_rtx)
6813     return add;
6814   else if (mult == const1_rtx)
6815     mult = g1->dest_reg;
6816   else
6817     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6818
6819   if (add == const0_rtx)
6820     return mult;
6821   else
6822     {
6823       if (GET_CODE (add) == PLUS
6824           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6825         {
6826           rtx tem = XEXP (add, 1);
6827           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6828           add = tem;
6829         }
6830
6831       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6832     }
6833
6834 }
6835 \f
6836 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6837    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6838    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6839    used to represent G1.  */
6840
6841 static rtx
6842 combine_givs_p (g1, g2)
6843      struct induction *g1, *g2;
6844 {
6845   rtx tem = express_from (g1, g2);
6846
6847   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6848      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6849      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6850   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6851      combination to be the other way round.  */
6852   if (tem == g1->dest_reg
6853       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6854     {
6855       return g1->dest_reg;
6856     }
6857
6858   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6859      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6860      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6861   if (tem != NULL_RTX
6862       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6863       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6864       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6865          will always be a register, and so anything more complicated
6866          gets discarded.  */
6867 #if 0
6868 #ifdef ADDRESS_COST
6869       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6870 #else
6871       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6872 #endif
6873 #endif
6874       )
6875     {
6876       return tem;
6877     }
6878
6879   return NULL_RTX;
6880 }
6881 \f
6882 struct combine_givs_stats
6883 {
6884   int giv_number;
6885   int total_benefit;
6886 };
6887
6888 static int
6889 cmp_combine_givs_stats (x, y)
6890      struct combine_givs_stats *x, *y;
6891 {
6892   int d;
6893   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6894   /* Stabilize the sort.  */
6895   if (!d)
6896     d = x->giv_number - y->giv_number;
6897   return d;
6898 }
6899
6900 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6901    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6902    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6903    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6904
6905 static void
6906 combine_givs (bl)
6907      struct iv_class *bl;
6908 {
6909   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
6910   const int extra_benefit = 3;
6911
6912   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6913   int i, j, k, giv_count;
6914   struct combine_givs_stats *stats;
6915   rtx *can_combine;
6916
6917   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6918   giv_count = 0;
6919   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6920     if (!g1->ignore)
6921       giv_count++;
6922
6923   giv_array
6924     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6925   i = 0;
6926   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6927     if (!g1->ignore)
6928       giv_array[i++] = g1;
6929
6930   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
6931   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
6932
6933   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6934   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6935
6936   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6937     {
6938       int this_benefit;
6939       rtx single_use;
6940
6941       g1 = giv_array[i];
6942       stats[i].giv_number = i;
6943
6944       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
6945          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
6946          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
6947          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
6948          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
6949          be seen elsewhere as well.  */
6950       if (g1->giv_type == DEST_REG
6951           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
6952           && single_use != const0_rtx)
6953         continue;
6954
6955       this_benefit = g1->benefit;
6956       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6957       if (g1->no_const_addval)
6958         this_benefit += 1;
6959
6960       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6961         {
6962           rtx this_combine;
6963
6964           g2 = giv_array[j];
6965           if (g1 != g2
6966               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
6967             {
6968               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
6969               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
6970             }
6971         }
6972       stats[i].total_benefit = this_benefit;
6973     }
6974
6975   /* Iterate, combining until we can't.  */
6976 restart:
6977   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
6978
6979   if (loop_dump_stream)
6980     {
6981       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
6982       for (k = 0; k < giv_count; k++)
6983         {
6984           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
6985           if (!g1->combined_with && !g1->same)
6986             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
6987                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
6988                      stats[k].total_benefit);
6989         }
6990       putc ('\n', loop_dump_stream);
6991     }
6992
6993   for (k = 0; k < giv_count; k++)
6994     {
6995       int g1_add_benefit = 0;
6996
6997       i = stats[k].giv_number;
6998       g1 = giv_array[i];
6999
7000       /* If it has already been combined, skip.  */
7001       if (g1->combined_with || g1->same)
7002         continue;
7003
7004       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7005         {
7006           g2 = giv_array[j];
7007           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
7008               /* If it has already been combined, skip.  */
7009               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
7010             {
7011               int l;
7012
7013               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
7014               g2->same = g1;
7015               g1->combined_with++;
7016               g1->lifetime += g2->lifetime;
7017
7018               g1_add_benefit += g2->benefit;
7019
7020               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
7021                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
7022                  longer be necessary.  */
7023               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
7024                 g1_add_benefit -= copy_cost;
7025
7026               /* To help optimize the next set of combinations, remove
7027                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
7028               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
7029                 {
7030                   int m = stats[l].giv_number;
7031                   if (can_combine[m*giv_count + j])
7032                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
7033                 }
7034
7035               if (loop_dump_stream)
7036                 fprintf (loop_dump_stream,
7037                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
7038                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
7039             }
7040         }
7041
7042       /* To help optimize the next set of combinations, remove
7043          this giv from the benefits of other potential mates.  */
7044       if (g1->combined_with)
7045         {
7046           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
7047             {
7048               int m = stats[j].giv_number;
7049               if (can_combine[m*giv_count + i])
7050                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7051             }
7052
7053           g1->benefit += g1_add_benefit;
7054
7055           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7056              Restart the combination so that proper weights for the
7057              rest of the givs are properly taken into account.  */
7058           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7059              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7060              can_combine is tricky.  */
7061           goto restart;
7062         }
7063     }
7064 }
7065 \f
7066 struct recombine_givs_stats
7067 {
7068   int giv_number;
7069   int start_luid, end_luid;
7070 };
7071
7072 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7073    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7074    used in reverse.  */
7075 static int
7076 cmp_recombine_givs_stats (x, y)
7077      struct recombine_givs_stats *x, *y;
7078 {
7079   int d;
7080   d = y->start_luid - x->start_luid;
7081   /* Stabilize the sort.  */
7082   if (!d)
7083     d = y->giv_number - x->giv_number;
7084   return d;
7085 }
7086
7087 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7088    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7089    yet to unlock the search for the end of its life.
7090    Only consider givs that belong to BIV.
7091    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7092 static int
7093 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7094      rtx x, insn, biv;
7095      struct recombine_givs_stats *stats;
7096 {
7097   enum rtx_code code;
7098   char *fmt;
7099   int i, j;
7100   int retval;
7101
7102   code = GET_CODE (x);
7103   switch (code)
7104     {
7105     case SET:
7106       {
7107         rtx reg = SET_DEST (x);
7108         if (GET_CODE (reg) == REG)
7109           {
7110             int regno = REGNO (reg);
7111             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7112
7113             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7114                 && ! v->ignore
7115                 && v->src_reg == biv
7116                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7117               {
7118                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7119                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7120                    We must not predicate this code on a start_luid match
7121                    since that would make the test fail for givs that have
7122                    been hoisted out of inner loops.  */
7123                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7124                   {
7125                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7126                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7127                   }
7128                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7129                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7130               }
7131             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7132           }
7133         break;
7134       }
7135     case REG:
7136       {
7137         int regno = REGNO (x);
7138         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7139
7140         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7141             && ! v->ignore
7142             && v->src_reg == biv
7143             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7144           {
7145             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7146               insn = NEXT_INSN (insn);
7147             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7148             return 1;
7149           }
7150         return 0;
7151       }
7152     case LABEL_REF:
7153     case CONST_DOUBLE:
7154     case CONST_INT:
7155     case CONST:
7156       return 0;
7157     default:
7158       break;
7159     }
7160   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7161   retval = 0;
7162   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7163     {
7164       if (fmt[i] == 'e')
7165         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7166
7167       else if (fmt[i] == 'E')
7168         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7169           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7170     }
7171   return retval;
7172 }
7173
7174 /* For each giv that has been combined with another, look if
7175    we can combine it with the most recently used one instead.
7176    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7177    try to derive givs from other givs.  */
7178 static void
7179 recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p)
7180      struct iv_class *bl;
7181      rtx loop_start, loop_end;
7182      int unroll_p;
7183 {
7184   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7185   struct recombine_givs_stats *stats;
7186   int giv_count;
7187   int i, rescan;
7188   int ends_need_computing;
7189
7190   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7191     {
7192       if (! v->ignore)
7193         giv_count++;
7194     }
7195   giv_array
7196     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7197   stats = (struct recombine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof *stats);
7198
7199   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7200      the corresponding index into stats.  */
7201   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7202     {
7203       rtx p;
7204
7205       if (v->ignore)
7206         continue;
7207       giv_array[i] = v;
7208       stats[i].giv_number = i;
7209       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7210          the previous insn.  */
7211       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7212         p = PREV_INSN (p);
7213       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7214       v->ix = i;
7215       i++;
7216     }
7217
7218   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7219
7220   /* Do the actual most-recently-used recombination.  */
7221   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7222     {
7223       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7224       if (v->same)
7225         {
7226           struct induction *old_same = v->same;
7227           rtx new_combine;
7228
7229           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7230              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7231              that could otherwise be eliminated.  */
7232           if (last_giv
7233               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7234                   || ! last_giv->maybe_dead
7235                   || last_giv->combined_with)
7236               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7237             {
7238               old_same->combined_with--;
7239               v->new_reg = new_combine;
7240               v->same = last_giv;
7241               last_giv->combined_with++;
7242               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7243                  already decided what to reduce.  */
7244
7245               if (loop_dump_stream)
7246                 {
7247                   fprintf (loop_dump_stream,
7248                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7249                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7250                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7251                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7252                 }
7253               continue;
7254             }
7255           v = v->same;
7256         }
7257       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7258         continue;
7259       if (! last_giv
7260           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7261           || ! v->maybe_dead
7262           || v->combined_with)
7263         last_giv = v;
7264     }
7265
7266   ends_need_computing = 0;
7267   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7268      lifetime ends from regscan info.  */
7269   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7270     {
7271       if (v->ignore)
7272         continue;
7273       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7274         {
7275           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7276              givs.  */
7277           rtx p;
7278           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7279             p = PREV_INSN (p);
7280           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7281           if (p != v->insn)
7282             stats[i].end_luid++;
7283         }
7284       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7285         {
7286           if (v->last_use)
7287             {
7288               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7289               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7290             }
7291           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7292             {
7293               rtx p;
7294               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7295                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7296                  when we see the first set.  But we do know that there will
7297                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7298                  we'll start looking for the last use right away.  */
7299               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7300                 p = PREV_INSN (p);
7301               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7302               stats[i].end_luid = 0;
7303               ends_need_computing++;
7304             }
7305           else
7306             {
7307               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7308               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7309               rtx p = v->insn;
7310
7311               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7312                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7313                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7314                  last use properly.  */
7315               while (count)
7316                 {
7317                   p = prev_nonnote_insn (p);
7318                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7319                   count--;
7320                 }
7321
7322               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7323               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7324                 {
7325                   stats[i].end_luid = -1;
7326                   ends_need_computing++;
7327                 }
7328               else
7329                 {
7330                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7331                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop_end))
7332                     {
7333                       stats[i].end_luid = -1;
7334                       ends_need_computing++;
7335                     }
7336                 }
7337             }
7338         }
7339       i++;
7340     }
7341
7342   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7343      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7344   if (ends_need_computing)
7345     {
7346       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7347       rtx p = loop_end;
7348
7349       do
7350         {
7351           if (p == loop_start)
7352             p = loop_end;
7353           p = PREV_INSN (p);
7354           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7355             continue;
7356           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7357         }
7358       while (ends_need_computing);
7359     }
7360
7361   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7362      more combinations.  */
7363   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7364     {
7365       if (v->ignore)
7366         continue;
7367       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7368         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7369       i++;
7370     }
7371
7372   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7373   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7374     {
7375       unsigned luid;
7376       int j;
7377
7378       if (v->ignore)
7379         continue;
7380       if (v->same && ! v->same->ignore)
7381         {
7382           j = v->same->ix;
7383           luid = stats[i].start_luid;
7384           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7385           if (luid - stats[j].start_luid
7386               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7387             stats[j].end_luid = luid;
7388         }
7389       i++;
7390     }
7391
7392   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7393
7394   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7395      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7396      pressure.
7397      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7398      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7399      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7400      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7401      index for this giv (unless rescan is already set).
7402      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7403      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7404      LAST_GIV.  */
7405   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7406     {
7407       int life_start, life_end;
7408
7409       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7410         {
7411           rtx sum;
7412
7413           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7414           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7415             continue;
7416           if (! last_giv)
7417             {
7418               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7419                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7420               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7421                 {
7422                   last_giv = v;
7423                   life_start = stats[i].start_luid;
7424                   life_end = stats[i].end_luid;
7425                 }
7426               continue;
7427             }
7428           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7429           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7430                >= (unsigned) life_end - life_start)
7431               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7432                   > (unsigned) life_end - life_start)
7433               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7434                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7435                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7436                   pressure.
7437                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7438               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop_start)
7439                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop_start))
7440               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7441               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7442               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7443               /* We would really like to know if for any giv that v
7444                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7445                  dominates that combined giv.  However, we
7446                  don't have this detailed control flow information.
7447                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7448                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7449                  validity of last_giv.
7450                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7451                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7452                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7453                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7454               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7455               && (sum = express_from (last_giv, v))
7456               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7457                  doesn't take different costs of registers and constants into
7458                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7459               && (rtx_cost (sum, SET)
7460                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7461               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7462                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7463               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7464                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7465                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7466                   || ! unroll_p)
7467               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7468                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7469             {
7470               v->derived_from = last_giv;
7471               life_end = stats[i].end_luid;
7472
7473               if (loop_dump_stream)
7474                 {
7475                   fprintf (loop_dump_stream,
7476                            "giv at %d derived from %d as ",
7477                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7478                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7479                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7480                 }
7481             }
7482           else if (rescan < 0)
7483             rescan = i;
7484         }
7485     }
7486 }
7487 \f
7488 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7489
7490 void
7491 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7492      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7493      rtx m;          /* multiplicative constant */
7494      rtx a;          /* additive constant */
7495      rtx reg;        /* destination register */
7496      rtx insert_before;
7497 {
7498   rtx seq;
7499   rtx result;
7500
7501   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7502   a = copy_rtx (a);
7503   b = copy_rtx (b);
7504
7505   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7506   update_reg_last_use (a, insert_before);
7507   update_reg_last_use (b, insert_before);
7508   update_reg_last_use (m, insert_before);
7509
7510   start_sequence ();
7511   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7512   if (reg != result)
7513     emit_move_insn (reg, result);
7514   seq = gen_sequence ();
7515   end_sequence ();
7516
7517   emit_insn_before (seq, insert_before);
7518
7519   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new
7520      registers.  Iterate over the sequence we just created and
7521      record them all.  */
7522
7523   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7524     {
7525       int i;
7526       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7527         {
7528           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7529           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7530             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7531         }
7532     }
7533   else if (GET_CODE (seq) == SET
7534            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7535     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7536 }
7537 \f
7538 /* Test whether A * B can be computed without
7539    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7540
7541 static int
7542 product_cheap_p (a, b)
7543      rtx a;
7544      rtx b;
7545 {
7546   int i;
7547   rtx tmp;
7548   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7549   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7550   int win = 1;
7551
7552   /* If only one is constant, make it B.  */
7553   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7554     tmp = a, a = b, b = tmp;
7555
7556   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7557   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7558     return 1;
7559
7560   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7561   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7562     return 0;
7563
7564   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7565      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7566      of insns is generated.  */
7567
7568   rtl_obstack = &temp_obstack;
7569   start_sequence ();
7570   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7571   tmp = gen_sequence ();
7572   end_sequence ();
7573
7574   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7575     {
7576       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7577         win = 1;
7578       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7579         win = 0;
7580       else
7581         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7582           {
7583             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7584
7585             if (GET_CODE (insn) != INSN
7586                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7587                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7588                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7589                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7590                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7591               {
7592                 win = 0;
7593                 break;
7594               }
7595           }
7596     }
7597   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7598            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7599     win = 0;
7600   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7601            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7602            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7603     win = 0;
7604
7605   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7606      allocation to its normal obstack.  */
7607   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7608   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7609
7610   return win;
7611 }
7612 \f
7613 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7614    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7615    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7616    to see if the optimization can be performed.
7617    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7618
7619 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7620    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7621    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7622    faster than one that increments from zero.  */
7623
7624 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7625    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7626    final_[bg]iv_value.  */
7627
7628 static int
7629 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info)
7630      rtx loop_end;
7631      int insn_count;
7632      rtx loop_start;
7633      struct loop_info *loop_info;
7634 {
7635   struct iv_class *bl;
7636   rtx reg;
7637   rtx jump_label;
7638   rtx final_value;
7639   rtx start_value;
7640   rtx new_add_val;
7641   rtx comparison;
7642   rtx before_comparison;
7643   rtx p;
7644   rtx jump;
7645   rtx first_compare;
7646   int compare_and_branch;
7647
7648   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7649      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7650
7651   jump = PREV_INSN (loop_end);
7652   comparison = get_condition_for_loop (jump);
7653   if (comparison == 0)
7654     return 0;
7655
7656   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7657      two instructions.  */
7658   get_condition (jump, &first_compare);
7659   if (first_compare == jump)
7660     compare_and_branch = 1;
7661   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7662     compare_and_branch = 2;
7663   else
7664     return 0;
7665
7666   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7667      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7668      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7669      used between its update and the test insn.  */
7670
7671   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7672     {
7673       if (bl->biv_count == 1
7674           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7675           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7676                                    first_compare))
7677         break;
7678     }
7679
7680   if (! bl)
7681     return 0;
7682
7683   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7684      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7685      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7686      m68k DBRA instruction to be used.  */
7687
7688   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7689         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7690         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7691        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7692       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7693       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7694     {
7695       /* Initial value must be greater than 0,
7696          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7697          the last iteration */
7698
7699       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7700           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7701           && (INTVAL (bl->initial_value)
7702               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7703         {
7704           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7705           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7706             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7707                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7708           bl->nonneg = 1;
7709
7710           return 1;
7711         }
7712
7713       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7714          the loop, then we can safely optimize.  */
7715       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7716         {
7717           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7718             break;
7719           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7720             continue;
7721
7722           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
7723           if (before_comparison
7724               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7725               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7726               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7727               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7728               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7729             {
7730               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7731                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7732                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7733               bl->nonneg = 1;
7734
7735               return 1;
7736             }
7737         }
7738     }
7739   else if (INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7740     {
7741       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7742       /* Can do this if:
7743          all registers modified are induction variables or invariant,
7744          all memory references have non-overlapping addresses
7745          (obviously true if only one write)
7746          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7747       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7748          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7749          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7750          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7751          one biv.  */
7752       int num_nonfixed_reads = 0;
7753       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7754       int no_use_except_counting = 0;
7755       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7756          which is reversible.  */
7757       int reversible_mem_store = 1;
7758
7759       if (bl->giv_count == 0
7760           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
7761         {
7762           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7763
7764           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7765              fall through at the end of the loop, then
7766              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7767           no_use_except_counting = 1;
7768           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7769             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7770               {
7771                 rtx set = single_set (p);
7772
7773                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7774                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7775                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7776                   ;
7777                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7778                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7779                   /* Don't bother about the end test.  */
7780                   ;
7781                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7782                   {
7783                     no_use_except_counting = 0;
7784                     break;
7785                   }
7786               }
7787         }
7788
7789       if (no_use_except_counting)
7790         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7791       else if (num_mem_sets <= 1)
7792         {
7793           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7794             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7795               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
7796
7797           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7798              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7799              might then have the wrong value at loop exit.
7800              This would work if the source was invariant also, however, in that
7801              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7802
7803           if (num_mem_sets == 1)
7804             {
7805               struct induction *v;
7806
7807               reversible_mem_store
7808                 = (! unknown_address_altered
7809                    && ! invariant_p (XEXP (XEXP (loop_store_mems, 0), 0)));
7810
7811               /* If the store depends on a register that is set after the
7812                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7813                  reversible.  */
7814               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7815                 {
7816                   if (v->giv_type == DEST_REG
7817                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7818                                           XEXP (loop_store_mems, 0))
7819                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7820                     reversible_mem_store = 0;
7821                 }
7822             }
7823         }
7824       else
7825         return 0;
7826
7827       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7828          the memory address check by only reversing loops with
7829          zero or one memory access.
7830          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7831          and that can't be reversed.
7832          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7833          about all these things.  */
7834
7835       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7836            && !loop_has_call
7837            && !loop_has_volatile
7838            && reversible_mem_store
7839            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7840               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7841            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7842           || no_use_except_counting)
7843         {
7844           rtx tem;
7845
7846           /* Loop can be reversed.  */
7847           if (loop_dump_stream)
7848             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7849
7850           /* Now check other conditions:
7851
7852              The increment must be a constant, as must the initial value,
7853              and the comparison code must be LT.
7854
7855              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7856              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7857              confusing.  */
7858
7859           if (comparison
7860               /* for constants, LE gets turned into LT */
7861               && (GET_CODE (comparison) == LT
7862                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7863                       && no_use_except_counting)))
7864             {
7865               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
7866               rtx initial_value, comparison_value;
7867               int nonneg = 0;
7868               enum rtx_code cmp_code;
7869               int comparison_const_width;
7870               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
7871
7872               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
7873               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7874               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
7875                 comparison_const_width
7876                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
7877               else
7878                 comparison_const_width
7879                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
7880               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7881                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
7882               comparison_sign_mask
7883                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
7884
7885               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
7886                  can not reverse this loop.
7887
7888                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
7889                  a whole compute an invariant result, then we could move
7890                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
7891               if (!invariant_p (comparison_value))
7892                 return 0;
7893
7894               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7895                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
7896               initial_value = bl->initial_value;
7897
7898               /* Normalize the initial value if it is an integer and
7899                  has no other use except as a counter.  This will allow
7900                  a few more loops to be reversed.  */
7901               if (no_use_except_counting
7902                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7903                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7904                 {
7905                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
7906                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
7907                      of add_val in order to do the loop reversal, so
7908                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
7909                      Since comparison_value is constant, we know that the
7910                      current comparison code is LT.  */
7911                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
7912                   comparison_val
7913                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
7914                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
7915                      even if there is an overflow, we might still be able to
7916                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
7917                      NE is possible.  */
7918                   initial_value = const0_rtx;
7919                 }
7920
7921               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
7922               if (initial_value == const0_rtx
7923                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count, prefer
7924                      the NE test, since this will allow that instruction to
7925                      be generated.  Note that we must use a vanilla loop
7926                      reversal if the biv is used to calculate a giv or has
7927                      a non-counting use.  */
7928 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
7929                   && (! (add_val == 1 && loop_info->vtop
7930                          && (bl->biv_count == 0
7931                              || no_use_except_counting)))
7932 #endif
7933                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7934                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
7935                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
7936                         & comparison_sign_mask))
7937                 {
7938                   /* Register will always be nonnegative, with value
7939                      0 on last iteration */
7940                   add_adjust = add_val;
7941                   nonneg = 1;
7942                   cmp_code = GE;
7943                 }
7944               else if (add_val == 1 && loop_info->vtop
7945                        && (bl->biv_count == 0
7946                            || no_use_except_counting))
7947                 {
7948                   add_adjust = 0;
7949                   cmp_code = NE;
7950                 }
7951               else
7952                 return 0;
7953
7954               if (GET_CODE (comparison) == LE)
7955                 add_adjust -= add_val;
7956
7957               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
7958                  value is not an exact multiple of the increment, then we
7959                  can not reverse this loop.  */
7960               if (initial_value == const0_rtx
7961                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7962                 {
7963                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
7964                     return 0;
7965                 }
7966               else
7967                 {
7968                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
7969                     return 0;
7970                 }
7971
7972               final_value = comparison_value;
7973
7974               /* Reset these in case we normalized the initial value
7975                  and comparison value above.  */
7976               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7977                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7978                 {
7979                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
7980                   final_value
7981                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
7982                 }
7983               bl->initial_value = initial_value;
7984
7985               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
7986               reg = bl->biv->dest_reg;
7987               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
7988               if (jump_label == pc_rtx)
7989                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
7990               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
7991
7992               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
7993                  to generate a SUB.
7994                  Initialize biv to start_value before loop start.
7995                  The old initializing insn will be deleted as a
7996                  dead store by flow.c.  */
7997               if (initial_value == const0_rtx
7998                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7999                 {
8000                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
8001                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
8002                                     loop_start);
8003                 }
8004               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8005                 {
8006                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
8007                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8008                   enum insn_code icode
8009                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8010                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
8011                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
8012                             (comparison_value, mode))
8013                       || ! (*insn_operand_predicate[icode][2]) (offset, mode))
8014                     return 0;
8015                   start_value
8016                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
8017                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8018                                      (reg, comparison_value, offset)),
8019                                     loop_start);
8020                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
8021                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
8022                                                 GEN_INT (add_val));
8023                 }
8024               else if (! add_adjust)
8025                 {
8026                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8027                   enum insn_code icode
8028                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8029                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
8030                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
8031                             (comparison_value, mode))
8032                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][2])
8033                             (initial_value, mode)))
8034                     return 0;
8035                   start_value
8036                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
8037                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8038                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
8039                                     loop_start);
8040                 }
8041               else
8042                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
8043                    better to have a testcase first.  */
8044                 return 0;
8045
8046               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
8047                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8048               start_sequence ();
8049               expand_inc (reg, new_add_val);
8050               tem = gen_sequence ();
8051               end_sequence ();
8052
8053               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8054               delete_insn (bl->biv->insn);
8055
8056               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8057               bl->biv->insn = p;
8058               bl->initial_value = start_value;
8059               bl->biv->add_val = new_add_val;
8060
8061               /* Update loop info.  */
8062               loop_info->initial_value = reg;
8063               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8064               loop_info->final_value = const0_rtx;
8065               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8066               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8067               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8068               loop_info->increment = new_add_val;
8069
8070               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8071                  not delete the label.  */
8072               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8073
8074               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8075                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8076               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8077                   || ! bl->init_insn
8078                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8079                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8080                                  loop_end);
8081
8082               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8083               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8084               if (compare_and_branch == 2)
8085                 delete_insn (first_compare);
8086
8087               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8088               start_sequence ();
8089               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8090                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
8091                                        XEXP (jump_label, 0));
8092               tem = gen_sequence ();
8093               end_sequence ();
8094               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8095
8096               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8097                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8098                    tem = PREV_INSN (tem))
8099                 ;
8100
8101               if (tem)
8102                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8103
8104               if (nonneg)
8105                 {
8106                   if (tem)
8107                     {
8108                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8109                       /* Register is now always nonnegative,
8110                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8111                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8112                                                            REG_NOTES (tem));
8113                     }
8114                   bl->nonneg = 1;
8115                 }
8116
8117               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
8118                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
8119                  code).
8120                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
8121                  counting, or it is the only biv in this function.
8122                  However, the code that computes no_use_except_counting does
8123                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
8124                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
8125                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
8126                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
8127                  here.  */
8128               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8129                 if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
8130                   {
8131                     rtx *pnote;
8132                     rtx set = single_set (p);
8133                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
8134                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
8135                     if (! set
8136                         || GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
8137                         || REGNO (SET_DEST (set)) >= reg_iv_type->num_elements
8138                         || REG_IV_TYPE (REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
8139                         || REG_IV_INFO (REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
8140                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
8141                         {
8142                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
8143                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
8144                                                   XEXP (*pnote, 0)))
8145                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
8146                           else
8147                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
8148                         }
8149                   }
8150
8151               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8152                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8153                  will have to be fixed up.  */
8154
8155               bl->reversed = 1;
8156
8157               if (loop_dump_stream)
8158                 {
8159                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
8160                   if (bl->nonneg)
8161                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
8162                   else
8163                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8164                 }
8165
8166               return 1;
8167             }
8168         }
8169     }
8170
8171   return 0;
8172 }
8173 \f
8174 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8175    based on the insns in the loop that refer to it.
8176    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
8177
8178    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8179
8180    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8181    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8182    start of the loop.  */
8183
8184 static int
8185 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
8186      struct iv_class *bl;
8187      rtx loop_start;
8188      rtx end;
8189      int eliminate_p;
8190      int threshold, insn_count;
8191 {
8192   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8193   rtx p;
8194
8195   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8196      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8197
8198   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8199     {
8200       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8201       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8202
8203       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
8204       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
8205         {
8206           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
8207
8208           if (note)
8209             {
8210               rtx last = XEXP (note, 0);
8211               rtx set = single_set (last);
8212
8213               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
8214                 {
8215                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
8216
8217                   if (regno < max_reg_before_loop
8218                       && REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
8219                       && REG_IV_INFO (regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
8220                     p = last;
8221                 }
8222             }
8223         }
8224       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8225           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8226           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
8227         {
8228           if (loop_dump_stream)
8229             fprintf (loop_dump_stream,
8230                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8231                      bl->regno, INSN_UID (p));
8232           break;
8233         }
8234     }
8235
8236   if (p == end)
8237     {
8238       if (loop_dump_stream)
8239         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8240                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8241       return 1;
8242     }
8243
8244   return 0;
8245 }
8246 \f
8247 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8248    Return non-zero if INSN is first.  */
8249
8250 int
8251 loop_insn_first_p (insn, reference)
8252      rtx insn, reference;
8253 {
8254   rtx p, q;
8255
8256   for (p = insn, q = reference; ;)
8257     {
8258       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8259          first.  */
8260       if (q == insn || ! p)
8261         return 0;
8262       if (p == reference || ! q)
8263         return 1;
8264
8265       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
8266          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
8267          P is a note.  */
8268       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8269           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
8270           && GET_CODE (p) != NOTE)
8271         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
8272
8273       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
8274           || GET_CODE (p) == NOTE)
8275         p = NEXT_INSN (p);
8276       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8277         q = NEXT_INSN (q);
8278     }
8279 }
8280
8281 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8282    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8283    div derivation is zero.  */
8284 static int
8285 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8286      struct induction *biv, *giv;
8287      rtx insn;
8288 {
8289   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8290      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8291      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8292      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8293   if (giv->auto_inc_opt
8294       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8295            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8296           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8297               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8298     return 0;
8299
8300   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8301      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8302      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8303      bother to make this possible.  */
8304   if (giv->derived_from
8305       && ! (giv->always_executed
8306             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8307             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8308     return 0;
8309   if (giv->same
8310       && giv->same->derived_from
8311       && ! (giv->same->always_executed
8312             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8313             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8314     return 0;
8315
8316   return 1;
8317 }
8318
8319 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8320    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8321
8322    If BIV does not appear in X, return 1.
8323
8324    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8325    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8326    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8327    the loop.  */
8328
8329 static int
8330 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
8331      rtx x, insn;
8332      struct iv_class *bl;
8333      int eliminate_p;
8334      rtx where;
8335 {
8336   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8337   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8338   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8339   struct induction *v;
8340   rtx arg, tem;
8341 #ifdef HAVE_cc0
8342   rtx new;
8343 #endif
8344   int arg_operand;
8345   char *fmt;
8346   int i, j;
8347
8348   switch (code)
8349     {
8350     case REG:
8351       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8352          we can't eliminate it.  */
8353       if (x == reg)
8354         return 0;
8355       return 1;
8356
8357     case SET:
8358       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8359       if (SET_DEST (x) == reg)
8360         return 1;
8361
8362       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8363          it will go away when the giv is reduced.  */
8364       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8365         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8366           return 1;
8367
8368 #ifdef HAVE_cc0
8369       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8370         {
8371           /* Can replace with any giv that was reduced and
8372              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8373              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8374              ??? We disable this optimization to avoid potential
8375              overflows.  */
8376
8377           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8378             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8379                 && v->add_val == const0_rtx
8380                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8381                 && v->mode == mode
8382                 && 0)
8383               {
8384                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8385                   continue;
8386
8387                 if (! eliminate_p)
8388                   return 1;
8389
8390                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8391                    then reverse the comparison.  */
8392                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8393                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8394                                          const0_rtx, v->new_reg);
8395                 else
8396                   new = v->new_reg;
8397
8398                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8399                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8400                   return 1;
8401               }
8402
8403           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8404              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8405              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8406              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8407              overflow problem.  */
8408
8409           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8410             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8411                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8412                 && v->mode == mode
8413                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8414                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8415                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8416                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8417                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8418               {
8419                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8420                   continue;
8421
8422                 if (! eliminate_p)
8423                   return 1;
8424
8425                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8426                    then reverse the comparison.  */
8427                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8428                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8429                                          v->new_reg);
8430                 else
8431                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8432                                          copy_rtx (v->add_val));
8433
8434                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8435                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8436                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8437                   return 1;
8438
8439                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8440                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8441                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8442
8443                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8444                                   where);
8445
8446                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8447                    the compare expression. */
8448                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8449                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8450                   return 1;
8451               }
8452         }
8453 #endif
8454       break;
8455
8456     case COMPARE:
8457     case EQ:  case NE:
8458     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8459     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8460       /* See if either argument is the biv.  */
8461       if (XEXP (x, 0) == reg)
8462         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8463       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8464         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8465       else
8466         break;
8467
8468       if (CONSTANT_P (arg))
8469         {
8470           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8471              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8472              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8473
8474           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8475             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8476                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8477                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8478                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8479                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8480                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8481                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8482                 && v->mode == mode)
8483               {
8484                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8485                   continue;
8486
8487                 if (! eliminate_p)
8488                   return 1;
8489
8490                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8491                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8492
8493                 /* If all constants are actually constant integers and
8494                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8495                    do so.  */
8496                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8497                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8498                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8499                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8500                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8501                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8502                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8503                   return 1;
8504
8505                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8506                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8507                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8508                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8509                   return 1;
8510
8511                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8512                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8513               }
8514
8515           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8516              Insert insns to calculate new compare value.
8517              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8518
8519           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8520             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8521                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8522                 && v->mode == mode
8523                 && 0)
8524               {
8525                 rtx tem;
8526
8527                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8528                   continue;
8529
8530                 if (! eliminate_p)
8531                   return 1;
8532
8533                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8534
8535                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8536                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8537                                  v->new_reg, 1);
8538
8539                 /* Compute value to compare against.  */
8540                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8541                 /* Use it in this insn.  */
8542                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8543                 if (apply_change_group ())
8544                   return 1;
8545               }
8546         }
8547       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8548         {
8549           if (invariant_p (arg) == 1)
8550             {
8551               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8552                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8553                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8554
8555               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8556                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8557                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8558                     && v->mode == mode
8559                     && 0)
8560                   {
8561                     rtx tem;
8562
8563                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8564                       continue;
8565
8566                     if (! eliminate_p)
8567                       return 1;
8568
8569                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8570
8571                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8572                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8573                                      v->new_reg, 1);
8574
8575                     /* Compute value to compare against.  */
8576                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8577                                       tem, where);
8578                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8579                     if (apply_change_group ())
8580                       return 1;
8581                   }
8582             }
8583
8584           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8585              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8586              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8587              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8588              but that can generate poor code.
8589
8590              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8591              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8592              we might have to do a topological sort of the order in which
8593              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8594              this sort of thing now.  */
8595
8596 #if 0
8597           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8598           if (GET_CODE (arg) != REG
8599               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8600             return 0;
8601
8602           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8603              with identical coefficients.  */
8604           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8605             {
8606               struct induction *tv;
8607
8608               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8609                 continue;
8610
8611               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8612                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8613                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8614                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8615                     && tv->mode == mode)
8616                   {
8617                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8618                       continue;
8619
8620                     if (! eliminate_p)
8621                       return 1;
8622
8623                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8624                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8625                     /* Replace other operand with the other giv's
8626                        reduced reg.  */
8627                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8628                     return 1;
8629                   }
8630             }
8631 #endif
8632         }
8633
8634       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8635       return 0;
8636
8637     case MEM:
8638       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8639          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8640       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8641         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8642           return 1;
8643       break;
8644
8645     default:
8646       break;
8647     }
8648
8649   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8650   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8651   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8652     {
8653       switch (fmt[i])
8654         {
8655         case 'e':
8656           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl,
8657                                        eliminate_p, where))
8658             return 0;
8659           break;
8660
8661         case 'E':
8662           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8663             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8664                                          eliminate_p, where))
8665               return 0;
8666           break;
8667         }
8668     }
8669
8670   return 1;
8671 }
8672 \f
8673 /* Return nonzero if the last use of REG
8674    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8675
8676 static int
8677 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8678      rtx reg;
8679      rtx insn;
8680 {
8681   rtx n;
8682   for (n = insn;
8683        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8684        n = NEXT_INSN (n))
8685     {
8686       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8687         return 1;
8688     }
8689   return 0;
8690 }
8691 \f
8692 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8693    just record the location of the set and process it later.  */
8694
8695 static void
8696 record_initial (dest, set)
8697      rtx dest;
8698      rtx set;
8699 {
8700   struct iv_class *bl;
8701
8702   if (GET_CODE (dest) != REG
8703       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8704       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8705     return;
8706
8707   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8708
8709   /* If this is the first set found, record it.  */
8710   if (bl->init_insn == 0)
8711     {
8712       bl->init_insn = note_insn;
8713       bl->init_set = set;
8714     }
8715 }
8716 \f
8717 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8718    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8719    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8720    use it.  */
8721
8722 static void
8723 update_reg_last_use (x, insn)
8724      rtx x;
8725      rtx insn;
8726 {
8727   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8728      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8729      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8730      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8731   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8732       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8733       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8734     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8735   else
8736     {
8737       register int i, j;
8738       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8739       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8740         {
8741           if (fmt[i] == 'e')
8742             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8743           else if (fmt[i] == 'E')
8744             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8745               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8746         }
8747     }
8748 }
8749 \f
8750 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8751    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8752    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8753    be returned.
8754
8755    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8756    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8757    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8758    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8759
8760    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
8761    callers.  Specifically:
8762
8763    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8764    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8765    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8766    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8767        for GE, GEU, and LEU.  */
8768
8769 rtx
8770 get_condition (jump, earliest)
8771      rtx jump;
8772      rtx *earliest;
8773 {
8774   enum rtx_code code;
8775   rtx prev = jump;
8776   rtx set;
8777   rtx tem;
8778   rtx op0, op1;
8779   int reverse_code = 0;
8780   int did_reverse_condition = 0;
8781   enum machine_mode mode;
8782
8783   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8784   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8785       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
8786     return 0;
8787
8788   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8789   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8790   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
8791   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
8792
8793   if (earliest)
8794     *earliest = jump;
8795
8796   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8797      the condition.  */
8798   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
8799       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
8800     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
8801
8802   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8803      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8804      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8805      in cse.c  */
8806
8807   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
8808     {
8809       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8810       rtx x = 0;
8811
8812 #ifdef HAVE_cc0
8813       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8814          insn.  */
8815       if (op0 == cc0_rtx)
8816         {
8817           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8818               || GET_CODE (prev) != INSN
8819               || (set = single_set (prev)) == 0
8820               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8821             return 0;
8822
8823           op0 = SET_SRC (set);
8824           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8825           if (earliest)
8826             *earliest = prev;
8827         }
8828 #endif
8829
8830       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8831       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8832         {
8833           op1 = XEXP (op0, 1);
8834           op0 = XEXP (op0, 0);
8835           continue;
8836         }
8837       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8838         break;
8839
8840       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8841          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8842          we don't want to bother dealing with it.  */
8843
8844       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8845           || GET_CODE (prev) != INSN
8846           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8847           || (set = single_set (prev)) == 0)
8848         break;
8849
8850       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8851          relevant.  */
8852       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8853         {
8854           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
8855
8856           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8857              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8858              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8859              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8860              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8861              should not affect other platforms.
8862
8863              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8864              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
8865              modeless comparisons inside branch patterns.
8866
8867              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
8868              in simplify_comparison in combine.  */
8869
8870           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
8871                || (((code == NE
8872                      || (code == LT
8873                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8874                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8875                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8876                          && (STORE_FLAG_VALUE
8877                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8878                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8879 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8880                      || (code == LT
8881                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8882                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8883 #endif
8884                      ))
8885                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
8886               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8887                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8888                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8889             x = SET_SRC (set);
8890           else if (((code == EQ
8891                      || (code == GE
8892                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8893                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8894                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8895                          && (STORE_FLAG_VALUE
8896                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8897                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8898 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8899                      || (code == GE
8900                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8901                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8902 #endif
8903                      ))
8904                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
8905                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8906                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8907                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8908
8909             {
8910               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
8911                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
8912                  have had to reverse the condition.  */
8913               did_reverse_condition ^= 1;
8914               reverse_code = 1;
8915               x = SET_SRC (set);
8916             }
8917           else
8918             break;
8919         }
8920
8921       else if (reg_set_p (op0, prev))
8922         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
8923         break;
8924
8925       if (x)
8926         {
8927           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
8928             code = GET_CODE (x);
8929           if (reverse_code)
8930             {
8931               code = reverse_condition (code);
8932               did_reverse_condition ^= 1;
8933               reverse_code = 0;
8934             }
8935
8936           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
8937           if (earliest)
8938             *earliest = prev;
8939         }
8940     }
8941
8942   /* If constant is first, put it last.  */
8943   if (CONSTANT_P (op0))
8944     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
8945
8946   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
8947      was really being compared, so fail.  */
8948   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
8949     return 0;
8950
8951   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
8952      if we can do computations in the relevant mode and we do not
8953      overflow.  */
8954
8955   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
8956       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
8957       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8958     {
8959       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
8960       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
8961       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
8962         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
8963
8964       switch (code)
8965         {
8966         case LE:
8967           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
8968             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
8969           break;
8970
8971         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
8972            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
8973         case GE:
8974           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
8975               != (((HOST_WIDE_INT) 1
8976                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
8977             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
8978           break;
8979
8980         case LEU:
8981           if (uconst_val < max_val)
8982             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
8983           break;
8984
8985         case GEU:
8986           if (uconst_val != 0)
8987             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
8988           break;
8989
8990         default:
8991           break;
8992         }
8993     }
8994
8995   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
8996      EQ or NE, return zero.  */
8997   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
8998       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
8999       && ! flag_fast_math
9000       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
9001     return 0;
9002
9003 #ifdef HAVE_cc0
9004   /* Never return CC0; return zero instead.  */
9005   if (op0 == cc0_rtx)
9006     return 0;
9007 #endif
9008
9009   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
9010 }
9011
9012 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
9013    unless both operands are invariants.  */
9014
9015 rtx
9016 get_condition_for_loop (x)
9017      rtx x;
9018 {
9019   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
9020
9021   if (comparison == 0
9022       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
9023       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
9024     return comparison;
9025
9026   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
9027                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
9028 }
9029
9030 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
9031 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
9032    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds.
9033    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
9034    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
9035  */
9036
9037 static void
9038 insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info)
9039      rtx loop_start, loop_end;
9040      struct loop_info *loop_info;
9041 {
9042   int i;
9043   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
9044
9045   int increment_direction, compare_direction;
9046
9047   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
9048       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
9049   int add_iteration = 0;
9050
9051   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
9052
9053   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
9054
9055   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
9056   if (loop_info->unroll_number == -1)
9057     return;
9058
9059   /* Make sure that the count register is not in use.  */
9060   if (loop_used_count_register [loop_num])
9061     {
9062       if (loop_dump_stream)
9063         fprintf (loop_dump_stream,
9064                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
9065                  loop_num);
9066       return;
9067     }
9068
9069   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
9070   if (indirect_jump_in_function)
9071     {
9072       if (loop_dump_stream)
9073         fprintf (loop_dump_stream,
9074                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
9075                  loop_num);
9076       return;
9077     }
9078
9079   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
9080   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
9081       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
9082       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
9083     {
9084       if (loop_dump_stream)
9085         fprintf (loop_dump_stream,
9086                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
9087                  loop_num);
9088       return;
9089     }
9090
9091   /* Make sure that the loop does not contain a function call
9092      (the count register might be altered by the called function).  */
9093   if (loop_has_call)
9094     {
9095       if (loop_dump_stream)
9096         fprintf (loop_dump_stream,
9097                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
9098                  loop_num);
9099       return;
9100     }
9101
9102   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
9103      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
9104   if (loop_has_tablejump)
9105     {
9106       if (loop_dump_stream)
9107         fprintf (loop_dump_stream,
9108                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
9109                  loop_num);
9110       return;
9111     }
9112
9113   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
9114   if (loop_info->unroll_number > 1)
9115     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
9116   else
9117     n_iterations = loop_info->n_iterations;
9118
9119   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
9120     {
9121       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
9122       if (loop_dump_stream)
9123         fprintf (loop_dump_stream,
9124                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
9125                  loop_num);
9126       return;
9127     }
9128
9129   /* Try to instrument the loop.  */
9130
9131   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
9132   if (n_iterations > 0)
9133     {
9134       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
9135       for (i = loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
9136         loop_used_count_register[i] = 1;
9137       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
9138       return;
9139     }
9140
9141   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
9142      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
9143      of the number of iterations.  */
9144
9145   if (loop_info->iteration_var == 0)
9146     {
9147       if (loop_dump_stream)
9148         fprintf (loop_dump_stream,
9149                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9150                  loop_num);
9151       return;
9152     }
9153
9154   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9155       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9156     {
9157       if (loop_dump_stream)
9158         fprintf (loop_dump_stream,
9159                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9160                  loop_num);
9161       return;
9162     }
9163
9164   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9165   if (loop_info->comparison_code == NE)
9166     {
9167       if (loop_dump_stream)
9168         fprintf (loop_dump_stream,
9169                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9170                  loop_num);
9171       return;
9172     }
9173 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9174 #if 0
9175   else
9176     {
9177       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9178          loop executes at least once.  */
9179       rtx sequence;
9180       rtx iterations_num_reg;
9181
9182       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9183         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9184
9185       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9186          expensive) divide is needed.  */
9187       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9188         {
9189           if (loop_dump_stream)
9190             fprintf (loop_dump_stream,
9191                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9192           return;
9193         }
9194
9195       /* compute the number of iterations */
9196       start_sequence ();
9197       {
9198         rtx temp_reg;
9199
9200         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9201            ;
9202            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9203            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9204            ;                                           increment
9205          */
9206         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9207            expand_binop?  */
9208         if (compare_direction > 0)
9209           {
9210             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9211             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9212                                      comparison_value, initial_value,
9213                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9214           }
9215         else
9216           {
9217             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9218                                      initial_value, comparison_value,
9219                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9220           }
9221
9222         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9223           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9224                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9225                                             + add_iteration),
9226                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9227
9228         if (increment_value_abs != 1)
9229           {
9230             /* ??? This will generate an expensive divide instruction for
9231                most targets.  The original authors apparently expected this
9232                to be a shift, since they test for power-of-2 divisors above,
9233                but just naively generating a divide instruction will not give
9234                a shift.  It happens to work for the PowerPC target because
9235                the rs6000.md file has a divide pattern that emits shifts.
9236                It will probably not work for any other target.  */
9237             iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, sdiv_optab,
9238                                                temp_reg,
9239                                                GEN_INT (increment_value_abs),
9240                                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9241           }
9242         else
9243           iterations_num_reg = temp_reg;
9244       }
9245       sequence = gen_sequence ();
9246       end_sequence ();
9247       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9248       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9249     }
9250
9251   return;
9252 #endif /* Complex case */
9253 }
9254
9255 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9256    1. A new counter register is created.
9257    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9258    passed in the loop_num_iterations parameter.
9259    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9260    The created comparison follows the pattern defined for the
9261    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9262    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9263    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9264    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9265
9266 static void
9267 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9268      rtx loop_start, loop_end;
9269      rtx loop_num_iterations;
9270 {
9271   rtx counter_reg;
9272   rtx start_label;
9273   rtx sequence;
9274
9275   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9276     {
9277       if (loop_dump_stream)
9278         {
9279           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9280           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9281             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9282                      INTVAL (loop_num_iterations));
9283           else
9284             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9285           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9286         }
9287
9288       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9289          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9290       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9291
9292       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9293       start_label = gen_label_rtx ();
9294       emit_label_after (start_label, loop_start);
9295
9296       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9297       start_sequence ();
9298       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9299       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9300       sequence = gen_sequence ();
9301       end_sequence ();
9302       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9303
9304       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9305          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9306          later recognized by assembly generation phase).  */
9307       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9308                                                                 start_label),
9309                              loop_end);
9310       LABEL_NUSES (start_label)++;
9311     }
9312
9313 }
9314 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9315
9316 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9317
9318    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9319    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9320 static int
9321 indirect_jump_in_function_p (start)
9322      rtx start;
9323 {
9324   rtx insn;
9325
9326   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9327     if (computed_jump_p (insn))
9328       return 1;
9329
9330   return 0;
9331 }
9332
9333 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9334    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9335    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9336
9337 static int
9338 insert_loop_mem (mem, data)
9339      rtx *mem;
9340      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9341 {
9342   int i;
9343   rtx m = *mem;
9344
9345   if (m == NULL_RTX)
9346     return 0;
9347
9348   switch (GET_CODE (m))
9349     {
9350     case MEM:
9351       break;
9352
9353     case CONST_DOUBLE:
9354       /* We're not interested in the MEM associated with a
9355          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9356       return -1;
9357
9358     default:
9359       /* This is not a MEM.  */
9360       return 0;
9361     }
9362
9363   /* See if we've already seen this MEM.  */
9364   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9365     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem))
9366       {
9367         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9368           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9369              this happens, something tricky is going on, and we just
9370              don't optimize accesses to this MEM.  */
9371           loop_mems[i].optimize = 0;
9372
9373         return 0;
9374       }
9375
9376   /* Resize the array, if necessary.  */
9377   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated)
9378     {
9379       if (loop_mems_allocated != 0)
9380         loop_mems_allocated *= 2;
9381       else
9382         loop_mems_allocated = 32;
9383
9384       loop_mems = (loop_mem_info*)
9385         xrealloc (loop_mems,
9386                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
9387     }
9388
9389   /* Actually insert the MEM.  */
9390   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9391   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9392      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9393      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9394      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9395   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9396   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9397   ++loop_mems_idx;
9398
9399   return 0;
9400 }
9401
9402 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9403    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9404    values after load_mems.  */
9405
9406 static void
9407 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
9408                                      insn_count)
9409      rtx scan_start;
9410      rtx end;
9411      rtx loop_top;
9412      rtx start;
9413      int *insn_count;
9414 {
9415   int nregs = max_reg_num ();
9416
9417   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
9418
9419   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9420      created new registers.  */
9421   if (max_reg_num () > nregs)
9422     {
9423       int i;
9424       int old_nregs;
9425
9426       old_nregs = nregs;
9427       nregs = max_reg_num ();
9428
9429       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9430         {
9431           /* Grow all the arrays.  */
9432           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9433           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9434           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9435           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9436         }
9437       /* Clear the arrays */
9438       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9439       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9440       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9441
9442       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
9443                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9444                            insn_count, nregs);
9445
9446       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9447         {
9448           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9449           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9450         }
9451
9452 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9453       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9454          create CCmode register copies.  */
9455       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9456         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9457           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9458 #endif
9459
9460       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9461       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9462              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9463              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9464     }
9465 }
9466
9467 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
9468    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
9469    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
9470
9471 static void
9472 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
9473      rtx scan_start;
9474      rtx end;
9475      rtx loop_top;
9476      rtx start;
9477 {
9478   int maybe_never = 0;
9479   int i;
9480   rtx p;
9481   rtx label = NULL_RTX;
9482   rtx end_label;
9483
9484   if (loop_mems_idx > 0)
9485     {
9486       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9487       int next_maybe_never = 0;
9488
9489       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9490          loop are never executed.  */
9491       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9492            p != NULL_RTX && !maybe_never;
9493            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9494         {
9495           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9496             maybe_never = 1;
9497           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9498                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
9499                       around to the beginning, don't set maybe_never
9500                       for that.  This must be an unconditional jump,
9501                       otherwise the code at the top of the loop might
9502                       never be executed.  Unconditional jumps are
9503                       followed a by barrier then loop end.  */
9504                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9505                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
9506                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
9507                          && simplejump_p (p)))
9508             {
9509               if (!condjump_p (p))
9510                 /* Something complicated.  */
9511                 maybe_never = 1;
9512               else
9513                 /* If there are any more instructions in the loop, they
9514                    might not be reached.  */
9515                 next_maybe_never = 1;
9516             }
9517           else if (next_maybe_never)
9518             maybe_never = 1;
9519         }
9520
9521       /* Actually move the MEMs.  */
9522       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9523         {
9524           int written = 0;
9525           rtx reg;
9526           rtx mem = loop_mems[i].mem;
9527           rtx mem_list_entry;
9528
9529           if (MEM_VOLATILE_P (mem)
9530               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
9531             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9532             loop_mems[i].optimize = 0;
9533
9534           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9535              one is aliased by one of them.  */
9536           mem_list_entry = loop_store_mems;
9537           while (mem_list_entry)
9538             {
9539               if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9540                 written = 1;
9541               else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9542                                         mem, rtx_varies_p))
9543                 {
9544                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9545                   loop_mems[i].optimize = 0;
9546                   break;
9547                 }
9548               mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9549             }
9550
9551           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9552              are no reads from another MEM that aliases this one.  */
9553           if (loop_mems[i].optimize && written)
9554             {
9555               int j;
9556
9557               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9558                 {
9559                   if (j == i)
9560                     continue;
9561                   else if (true_dependence (mem,
9562                                             VOIDmode,
9563                                             loop_mems[j].mem,
9564                                             rtx_varies_p))
9565                     {
9566                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9567                          the loop because writes to it might not be
9568                          seen by reads from loop_mems[j].  */
9569                       loop_mems[i].optimize = 0;
9570                       break;
9571                     }
9572                 }
9573             }
9574
9575           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9576             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9577                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9578             loop_mems[i].optimize = 0;
9579
9580           if (!loop_mems[i].optimize)
9581             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9582                loop, but later discovered that we could not.  */
9583             continue;
9584
9585           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9586              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9587              out of the loop just because this REG is neither a
9588              user-variable nor used in the loop test.  */
9589           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9590           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9591           loop_mems[i].reg = reg;
9592
9593           /* Now, replace all references to the MEM with the
9594              corresponding pesudos.  */
9595           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9596                p != NULL_RTX;
9597                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9598             {
9599               rtx_and_int ri;
9600               ri.r = p;
9601               ri.i = i;
9602               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9603             }
9604
9605           if (!apply_change_group ())
9606             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9607             loop_mems[i].optimize = 0;
9608           else
9609             {
9610               rtx set;
9611
9612               /* Load the memory immediately before START, which is
9613                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
9614               set = gen_move_insn (reg, mem);
9615               emit_insn_before (set, start);
9616
9617               if (written)
9618                 {
9619                   if (label == NULL_RTX)
9620                     {
9621                       /* We must compute the former
9622                          right-after-the-end label before we insert
9623                          the new one.  */
9624                       end_label = next_label (end);
9625                       label = gen_label_rtx ();
9626                       emit_label_after (label, end);
9627                     }
9628
9629                   /* Store the memory immediately after END, which is
9630                    the NOTE_LOOP_END.  */
9631                   set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9632                   emit_insn_after (set, label);
9633                 }
9634
9635               if (loop_dump_stream)
9636                 {
9637                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9638                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9639                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9640                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
9641                 }
9642             }
9643         }
9644     }
9645
9646   if (label != NULL_RTX)
9647     {
9648       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9649          label with the new one.  */
9650       rtx_pair rr;
9651       rr.r1 = end_label;
9652       rr.r2 = label;
9653
9654       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
9655         {
9656           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9657
9658           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9659              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9660              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9661              because the immediately following unroll pass will use it.
9662              replace_label would not work anyways, because that only handles
9663              LABEL_REFs.  */
9664           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9665             JUMP_LABEL (p) = label;
9666         }
9667     }
9668 }
9669
9670 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9671    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9672    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9673    and the MEM we are currently replacing.  */
9674
9675 static int
9676 replace_loop_mem (mem, data)
9677      rtx *mem;
9678      void *data;
9679 {
9680   rtx_and_int *ri;
9681   rtx insn;
9682   int i;
9683   rtx m = *mem;
9684
9685   if (m == NULL_RTX)
9686     return 0;
9687
9688   switch (GET_CODE (m))
9689     {
9690     case MEM:
9691       break;
9692
9693     case CONST_DOUBLE:
9694       /* We're not interested in the MEM associated with a
9695          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9696       return -1;
9697
9698     default:
9699       /* This is not a MEM.  */
9700       return 0;
9701     }
9702
9703   ri = (rtx_and_int*) data;
9704   i = ri->i;
9705
9706   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9707     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9708     return 0;
9709
9710   insn = ri->r;
9711
9712   /* Actually replace the MEM.  */
9713   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9714
9715   return 0;
9716 }
9717
9718 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9719    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9720    respectively.  */
9721
9722 static int
9723 replace_label (x, data)
9724      rtx *x;
9725      void *data;
9726 {
9727   rtx l = *x;
9728   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9729   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9730
9731   if (l == NULL_RTX)
9732     return 0;
9733
9734   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9735     return 0;
9736
9737   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9738     return 0;
9739
9740   XEXP (l, 0) = new_label;
9741   ++LABEL_NUSES (new_label);
9742   --LABEL_NUSES (old_label);
9743
9744   return 0;
9745 }
9746