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