gcc/loop.c

   1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
   2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-98, 1999 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4 This file is part of GNU CC.
   5
   6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   9 any later version.
  10
  11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
  12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 GNU General Public License for more details.
  15
  16 You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
  18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
  19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  20
  21
  22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
  23    It finds invariant computations within loops and moves them
  24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
  25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
  26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
  27    the basic induction variables.
  28
  29    It also finds cases where
  30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
  31    and changes these to zero the entire register once before the loop
  32    and merely copy the low part within the loop.
  33
  34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
  35    while to do these things.  */
  36
  37 #include "config.h"
  38 #include "system.h"
  39 #include "rtl.h"
  40 #include "obstack.h"
  41 #include "expr.h"
  42 #include "insn-config.h"
  43 #include "insn-flags.h"
  44 #include "regs.h"
  45 #include "hard-reg-set.h"
  46 #include "recog.h"
  47 #include "flags.h"
  48 #include "real.h"
  49 #include "loop.h"
  50 #include "except.h"
  51 #include "toplev.h"
  52
  53 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
  54    The luids are like uids but increase monotonically always.
  55    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
  56
  57 int *uid_luid;
  58
  59 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
  60    number the insn is contained in.  */
  61
  62 int *uid_loop_num;
  63
  64 /* 1 + largest uid of any insn.  */
  65
  66 int max_uid_for_loop;
  67
  68 /* 1 + luid of last insn.  */
  69
  70 static int max_luid;
  71
  72 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
  73    next few tables.  */
  74
  75 static int max_loop_num;
  76
  77 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
  78
  79 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
  80
  81 /* Likewise for the continue insn */
  82 static rtx *loop_number_loop_cont;
  83
  84 /* The first code_label that is reached in every loop iteration.
  85    0 when not computed yet, initially const0_rtx if a jump couldn't be
  86    followed.
  87    Also set to 0 when there is no such label before the NOTE_INSN_LOOP_CONT
  88    of this loop, or in verify_dominator, if a jump couldn't be followed.  */
  89 static rtx *loop_number_cont_dominator;
  90
  91 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
  92
  93 int *loop_outer_loop;
  94
  95 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
  96 /* Records whether resource in use by inner loop.  */
  97
  98 int *loop_used_count_register;
  99 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 100
 101 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
 102    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
 103
 104 static char *loop_invalid;
 105
 106 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
 107    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
 108    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
 109
 110    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
 111    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
 112    return, so the presense of a return does not affect any of the
 113    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
 114    instructions on this list.  */
 115
 116 rtx *loop_number_exit_labels;
 117
 118 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
 119    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
 120
 121 int *loop_number_exit_count;
 122
 123 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
 124
 125 static int loop_has_call;
 126
 127 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
 128    loop.  */
 129
 130 static int loop_has_volatile;
 131
 132 /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
 133
 134 static int loop_has_tablejump;
 135
 136 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
 137    current loop.  A continue statement will generate a branch to
 138    NEXT_INSN (loop_continue).  */
 139
 140 static rtx loop_continue;
 141
 142 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
 143    is set during the loop being scanned.
 144    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
 145    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
 146    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
 147    not known equal to a constant.
 148    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
 149    while the failed candidates have the original number of times set.
 150
 151    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
 152    < 0 a conditionally invariant one.  */
 153
 154 static varray_type set_in_loop;
 155
 156 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
 157    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
 158    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
 159
 160 static varray_type n_times_set;
 161
 162 /* Index by register number, 1 indicates that the register
 163    cannot be moved or strength reduced.  */
 164
 165 static varray_type may_not_optimize;
 166
 167 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
 168    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
 169
 170 static varray_type reg_single_usage;
 171
 172 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
 173    This reduces the desire to move it out of another.  */
 174
 175 static char *moved_once;
 176
 177 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
 178
 179 static rtx loop_store_mems;
 180
 181 /* The insn where the first of these was found.  */
 182 static rtx first_loop_store_insn;
 183
 184 typedef struct loop_mem_info {
 185   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
 186   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
 187   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
 188 } loop_mem_info;
 189
 190 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
 191    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
 192    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
 193    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
 194
 195 static loop_mem_info *loop_mems;
 196
 197 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
 198
 199 static int loop_mems_idx;
 200
 201 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
 202
 203 static int loop_mems_allocated;
 204
 205 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
 206    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
 207    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
 208
 209 static int unknown_address_altered;
 210
 211 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
 212 static int num_movables;
 213
 214 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
 215 static int num_mem_sets;
 216
 217 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
 218 static int loops_enclosed;
 219
 220 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
 221    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
 222 int max_reg_before_loop;
 223
 224 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
 225    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
 226    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
 227    that array.  */
 228
 229 static struct obstack temp_obstack;
 230
 231 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
 232
 233 extern struct obstack *rtl_obstack;
 234
 235 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
 236 #define obstack_chunk_free free
 237 \f
 238 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
 239    is made to record all the movable insns found.
 240    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
 241
 242 struct movable
 243 {
 244   rtx insn;                     /* A movable insn */
 245   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
 246   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
 247   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
 248                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
 249   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
 250                                    that must be moved with this one.  */
 251   int regno;                    /* The register it sets */
 252   short lifetime;               /* lifetime of that register;
 253                                    may be adjusted when matching movables
 254                                    that load the same value are found.  */
 255   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
 256                                    including other movables that force this
 257                                    or match this one.  */
 258   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
 259   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
 260   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
 261                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
 262                    that the reg is live outside the range from where it is set
 263                    to the following label.  */
 264   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
 265
 266   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
 267                                    In particular, moving it does not make it
 268                                    invariant.  */
 269   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
 270                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
 271   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
 272                                     first insn of a consecutive sets group.  */
 273   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
 274   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
 275                                    that we should avoid changing when clearing
 276                                    the rest of the reg.  */
 277   struct movable *match;        /* First entry for same value */
 278   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
 279   struct movable *next;
 280 };
 281
 282 static struct movable *the_movables;
 283
 284 FILE *loop_dump_stream;
 285
 286 /* Forward declarations.  */
 287
 288 static void verify_dominator PROTO((int));
 289 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
 290 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
 291 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx));
 292 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
 293 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
 294 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
 295 static void count_one_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
 296
 297 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
 298                                        int *, int));
 299 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
 300 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
 301 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, int, int));
 302 #if 0
 303 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
 304 #endif
 305 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
 306 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
 307 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
 308 static void force_movables PROTO((struct movable *));
 309 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
 310 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 311 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 312 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
 313 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
 314 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
 315 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx, rtx, int, int));
 316 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, varray_type));
 317 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
 318 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, rtx, rtx));
 319 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *, int, int));
 320 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx,
 321                                      unsigned HOST_WIDE_INT));
 322 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, rtx *, rtx, rtx));
 323 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
 324 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **));
 325 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
 326 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
 327 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
 328 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx, struct loop_info *));
 329 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
 330 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
 331 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
 332 struct recombine_givs_stats;
 333 static int find_life_end PROTO((rtx, struct recombine_givs_stats *, rtx, rtx));
 334 static void recombine_givs PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int));
 335 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
 336 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
 337 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
 338 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
 339 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
 340 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
 341 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 342 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
 343                                                        rtx, int *));
 344 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 345 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 346 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 347 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
 348
 349 typedef struct rtx_and_int {
 350   rtx r;
 351   int i;
 352 } rtx_and_int;
 353
 354 typedef struct rtx_pair {
 355   rtx r1;
 356   rtx r2;
 357 } rtx_pair;
 358
 359 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
 360 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
 361   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
 362    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
 363    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
 364
 365 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 366 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
 367 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
 368
 369 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
 370 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
 371 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 372
 373 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
 374 int indirect_jump_in_function = 0;
 375 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
 376
 377 static int compute_luids PROTO((rtx, rtx, int));
 378
 379 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PROTO((struct induction *,
 380                                                    struct induction *, rtx));
 381 \f
 382 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
 383 static int add_cost;
 384 #if 0
 385 static int shift_cost;
 386 static int mult_cost;
 387 #endif
 388
 389 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
 390    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
 391 static int copy_cost;
 392
 393 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
 394 static int reg_address_cost;
 395
 396
 397 void
 398 init_loop ()
 399 {
 400   char *free_point = (char *) oballoc (1);
 401   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
 402
 403   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
 404
 405 #ifdef ADDRESS_COST
 406   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
 407 #else
 408   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
 409 #endif
 410
 411   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
 412      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
 413      will be far less than the cost of an add.  */
 414
 415   copy_cost = 2 * 2;
 416
 417   /* Free the objects we just allocated.  */
 418   obfree (free_point);
 419
 420   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
 421   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
 422 }
 423 \f
 424 /* Compute the mapping from uids to luids.
 425    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
 426    except that luids increase monotonically through the code.
 427    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
 428    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
 429 static int
 430 compute_luids (start, end, prev_luid)
 431      rtx start, end;
 432      int prev_luid;
 433 {
 434   int i;
 435   rtx insn;
 436
 437   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
 438     {
 439       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
 440         continue;
 441       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
 442          luids between two insns is not affected by -g.  */
 443       if (GET_CODE (insn) != NOTE
 444           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
 445         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
 446       else
 447         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
 448         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
 449     }
 450   return i + 1;
 451 }
 452 \f
 453 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
 454    on the current function.  F is the first insn of the function
 455    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
 456    (or 0 if none should be output).  */
 457
 458 void
 459 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
 460      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
 461      rtx f;
 462      FILE *dumpfile;
 463      int unroll_p, bct_p;
 464 {
 465   register rtx insn;
 466   register int i;
 467
 468   loop_dump_stream = dumpfile;
 469
 470   init_recog_no_volatile ();
 471
 472   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
 473
 474   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
 475   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
 476
 477   regs_may_share = 0;
 478
 479   /* Count the number of loops.  */
 480
 481   max_loop_num = 0;
 482   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
 483     {
 484       if (GET_CODE (insn) == NOTE
 485           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
 486         max_loop_num++;
 487     }
 488
 489   /* Don't waste time if no loops.  */
 490   if (max_loop_num == 0)
 491     return;
 492
 493   /* Get size to use for tables indexed by uids.
 494      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
 495   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
 496
 497   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 498   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 499
 500   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 501   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 502
 503   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
 504      not be zeroed.  */
 505   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 506   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 507   loop_number_loop_cont = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 508   loop_number_cont_dominator = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 509   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 510   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
 511   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 512   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 513
 514 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 515   /* Allocate for BCT optimization */
 516   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 517   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
 518 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 519
 520   /* Find and process each loop.
 521      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
 522   find_and_verify_loops (f);
 523
 524   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
 525      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
 526      function.  */
 527   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
 528
 529   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
 530      will have entries in the register tables.
 531
 532      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
 533      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
 534   init_alias_analysis ();
 535
 536   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
 537      one more that the maximum uid of all insn.  */
 538   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
 539     abort ();
 540   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
 541   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
 542
 543   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it might
 544      have rearranged code afterwards, so we need to recompute the luids now.  */
 545   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
 546
 547   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
 548      deleted.  It is possible that the first or last insn
 549      using some register has been deleted by cross-jumping.
 550      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
 551      points to the general area where that insn used to be.  */
 552   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 553     {
 554       uid_luid[0] = uid_luid[i];
 555       if (uid_luid[0] != 0)
 556         break;
 557     }
 558   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 559     if (uid_luid[i] == 0)
 560       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
 561
 562   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
 563   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 564     find_loop_tree_blocks ();
 565
 566   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
 567      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
 568   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
 569
 570   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
 571      before outer ones.  */
 572   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
 573     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
 574       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
 575                  loop_number_loop_cont[i], unroll_p, bct_p);
 576
 577   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
 578      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
 579      to one mapping will remain.  */
 580   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 581     unroll_block_trees ();
 582
 583   end_alias_analysis ();
 584 }
 585 \f
 586 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
 587    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
 588    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
 589    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
 590    bottom.  */
 591
 592 static rtx
 593 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
 594      rtx insn;
 595      rtx start;
 596      rtx end;
 597      rtx loop_top;
 598 {
 599   insn = NEXT_INSN (insn);
 600
 601   if (insn == end)
 602     {
 603       if (loop_top)
 604         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
 605         insn = loop_top;
 606       else
 607         /* We're done.  */
 608         insn = NULL_RTX;
 609     }
 610
 611   if (insn == start)
 612     /* We're done.  */
 613     insn = NULL_RTX;
 614
 615   return insn;
 616 }
 617
 618 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
 619    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
 620    NOTE_INSN_LOOP_END.
 621    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
 622
 623 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
 624    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
 625    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
 626    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
 627    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
 628
 629 static void
 630 scan_loop (loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
 631      rtx loop_start, end, loop_cont;
 632      int unroll_p, bct_p;
 633 {
 634   register int i;
 635   rtx p;
 636   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
 637   int maybe_never = 0;
 638   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
 639      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
 640   int call_passed = 0;
 641   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
 642      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
 643   rtx loop_top = 0;
 644   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
 645   rtx loop_entry_jump = 0;
 646   /* Place in the loop where control enters.  */
 647   rtx scan_start;
 648   /* Number of insns in the loop.  */
 649   int insn_count;
 650   int in_libcall = 0;
 651   int tem;
 652   rtx temp;
 653   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
 654   rtx set, set1;
 655   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
 656   struct movable *movables = 0;
 657   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
 658   struct movable *last_movable = 0;
 659   /* Ratio of extra register life span we can justify
 660      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
 661      since in that case saving an insn makes more difference
 662      and more registers are available.  */
 663   int threshold;
 664   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
 665   int loop_depth = 0;
 666   int nregs;
 667
 668   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
 669      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
 670      that is too complex to duplicate in front of the loop.
 671
 672      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
 673      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
 674      (because we might have a loop executed only once that contains a
 675      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
 676      (in case we have a degenerate loop).
 677
 678      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
 679      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
 680      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
 681      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
 682      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
 683
 684   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
 685        p != end
 686          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
 687          && (GET_CODE (p) != NOTE
 688              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
 689                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
 690        p = NEXT_INSN (p))
 691     ;
 692
 693   scan_start = p;
 694
 695   /* Set up variables describing this loop.  */
 696   prescan_loop (loop_start, end);
 697   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
 698
 699   /* If loop has a jump before the first label,
 700      the true entry is the target of that jump.
 701      Start scan from there.
 702      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
 703      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
 704   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
 705     {
 706       loop_entry_jump = p;
 707
 708       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
 709       if (simplejump_p (p)
 710           && JUMP_LABEL (p) != 0
 711           /* Check to see whether the jump actually
 712              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
 713              This case can happen for things like
 714              do {..} while (0).  If this label was generated previously
 715              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
 716              the loop.  */
 717           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
 718         {
 719           loop_top = next_label (scan_start);
 720           scan_start = JUMP_LABEL (p);
 721         }
 722     }
 723
 724   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
 725      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
 726      test may never be true, but it's best to play it safe.)
 727
 728      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
 729      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
 730      test above.  */
 731
 732   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
 733       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
 734     {
 735       if (loop_dump_stream)
 736         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
 737                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
 738       return;
 739     }
 740
 741   /* Count number of times each reg is set during this loop.
 742      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
 743      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
 744
 745   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
 746      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
 747      that even after the moving of movables creates some new registers
 748      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
 749      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
 750   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
 751   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
 752   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
 753   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
 754   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
 755
 756   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
 757                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
 758
 759   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
 760     {
 761       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 762       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
 763     }
 764
 765 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
 766   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
 767      create CCmode register copies.  */
 768   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
 769     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
 770       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 771 #endif
 772
 773   bcopy ((char *) &set_in_loop->data,
 774          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
 775
 776   if (loop_dump_stream)
 777     {
 778       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
 779                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
 780       if (loop_continue)
 781         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
 782                  INSN_UID (loop_continue));
 783     }
 784
 785   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
 786      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
 787      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
 788      We consider whether subsequent insns use the reg
 789      in deciding whether it is worth actually moving.
 790
 791      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
 792      and therefore it is possible that the insns we are scanning
 793      would never be executed.  At such times, we must make sure
 794      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
 795      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
 796      so that is not a problem.  */
 797
 798   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
 799        p != NULL_RTX;
 800        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
 801     {
 802       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 803           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
 804         in_libcall = 1;
 805       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 806                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 807         in_libcall = 0;
 808
 809       if (GET_CODE (p) == INSN
 810           && (set = single_set (p))
 811           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
 812           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
 813         {
 814           int tem1 = 0;
 815           int tem2 = 0;
 816           int move_insn = 0;
 817           rtx src = SET_SRC (set);
 818           rtx dependencies = 0;
 819
 820           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
 821              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
 822              specified, use it as the source and mark that we should move
 823              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
 824              insn.
 825
 826              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
 827              is present.  */
 828           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 829           if (temp)
 830             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 831           else
 832             {
 833               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 834               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 835                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 836               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 837                 {
 838                   src = XEXP (temp, 0);
 839                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
 840                      the equivalent expression.  To move the libcall,
 841                      we must move those regs too.  */
 842                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
 843                 }
 844             }
 845
 846           /* Don't try to optimize a register that was made
 847              by loop-optimization for an inner loop.
 848              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
 849           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
 850             ;
 851           else if (/* The register is used in basic blocks other
 852                       than the one where it is set (meaning that
 853                       something after this point in the loop might
 854                       depend on its value before the set).  */
 855                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
 856                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
 857                       the loop starts, or the value before the set is
 858                       needed before the set occurs...
 859
 860                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
 861                       by the fact that the previous test will often fail for
 862                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
 863                       each time for register usage, we should build tables
 864                       of the register usage and use them here instead.  */
 865                    && (maybe_never
 866                        || loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
 867                                                   scan_start, end)))
 868             /* It is unsafe to move the set.
 869
 870                This code used to consider it OK to move a set of a variable
 871                which was not created by the user and not used in an exit test.
 872                That behavior is incorrect and was removed.  */
 873             ;
 874           else if ((tem = invariant_p (src))
 875                    && (dependencies == 0
 876                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
 877                    && (VARRAY_INT (set_in_loop,
 878                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
 879                        || (tem1
 880                            = consec_sets_invariant_p
 881                            (SET_DEST (set),
 882                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
 883                             p)))
 884                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
 885                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
 886                       once loop is entered.  Even a function call might
 887                       prevent the trap insn from being reached
 888                       (since it might exit!)  */
 889                    && ! ((maybe_never || call_passed)
 890                          && may_trap_p (src)))
 891             {
 892               register struct movable *m;
 893               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
 894
 895               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
 896                  can be combined as long as they are both in the loop, but
 897                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
 898                  this can lose.  The most common case of this is the address
 899                  of a function being called.
 900
 901                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
 902                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
 903                  we can replace the usage of this register with the source
 904                  of this SET.  If we can, delete this insn.
 905
 906                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
 907                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
 908
 909               if (loop_has_call
 910                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
 911                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
 912                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
 913                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
 914                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
 915                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
 916                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
 917                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
 918                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
 919                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
 920                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
 921                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
 922                      a call-clobbered register and the life of REGNO
 923                      might span a call.  */
 924                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
 925                                            VARRAY_RTX
 926                                            (reg_single_usage, regno))
 927                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 928                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
 929                                            VARRAY_RTX
 930                                            (reg_single_usage, regno)))
 931                 {
 932                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
 933                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
 934                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
 935                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 936                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
 937                                               (reg_single_usage, regno)),
 938                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
 939
 940                   PUT_CODE (p, NOTE);
 941                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
 942                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
 943                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
 944                   continue;
 945                 }
 946
 947               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
 948               m->next = 0;
 949               m->insn = p;
 950               m->set_src = src;
 951               m->dependencies = dependencies;
 952               m->set_dest = SET_DEST (set);
 953               m->force = 0;
 954               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop,
 955                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
 956               m->done = 0;
 957               m->forces = 0;
 958               m->partial = 0;
 959               m->move_insn = move_insn;
 960               m->move_insn_first = 0;
 961               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
 962               m->savemode = VOIDmode;
 963               m->regno = regno;
 964               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
 965                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
 966               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
 967               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] > INSN_LUID (end)
 968                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
 969               m->match = 0;
 970               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
 971                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
 972               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
 973               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 974                 m->savings += libcall_benefit (p);
 975               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
 976               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
 977               if (movables == 0)
 978                 movables = m;
 979               else
 980                 last_movable->next = m;
 981               last_movable = m;
 982
 983               if (m->consec > 0)
 984                 {
 985                   /* It is possible for the first instruction to have a
 986                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
 987                      remember the status of the first instruction in case
 988                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
 989                   m->move_insn_first = m->move_insn;
 990
 991                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
 992                   p = next_nonnote_insn (p);
 993                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
 994                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
 995                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
 996                   p = prev_nonnote_insn (p);
 997
 998                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
 999                      m->set_src to correspond to the effects of all the
1000                      insns.  */
1001                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1002                   if (temp)
1003                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1004                   else
1005                     {
1006                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1007                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1008                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1009                       else
1010                         m->move_insn = 0;
1011
1012                     }
1013                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1014                 }
1015             }
1016           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1017              or set to zero, then its high bytes are constant.
1018              So clear them outside the loop and within the loop
1019              just load the low bytes.
1020              We must check that the machine has an instruction to do so.
1021              Also, if the value loaded into the register
1022              depends on the same register, this cannot be done.  */
1023           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1024                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
1025                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1026                    && GET_CODE (set1) == SET
1027                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1028                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1029                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1030                        == SET_DEST (set))
1031                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1032             {
1033               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1034               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
1035                 {
1036                   register struct movable *m;
1037                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1038                   m->next = 0;
1039                   m->insn = p;
1040                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1041                   m->dependencies = 0;
1042                   m->force = 0;
1043                   m->consec = 0;
1044                   m->done = 0;
1045                   m->forces = 0;
1046                   m->move_insn = 0;
1047                   m->move_insn_first = 0;
1048                   m->partial = 1;
1049                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1050                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1051                      Not even if the reg is used only within this loop.
1052                      Consider this:
1053                      while (1)
1054                        while (s != t) {
1055                          if (foo ()) x = *s;
1056                          use (x);
1057                        }
1058                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1059                      being saved from the last time around the outer loop.
1060                      However, if the reg is not used outside this loop
1061                      and all uses of the register are in the same
1062                      basic block as the store, there is no problem.
1063
1064                      If this insn was made by loop, we don't know its
1065                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1066                      assumption.  */
1067                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1068                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1069                                    > INSN_LUID (end))
1070                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1071                                    < INSN_LUID (p))
1072                                || (labels_in_range_p
1073                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1074                   if (maybe_never && m->global)
1075                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1076                   else
1077                     m->savemode = VOIDmode;
1078                   m->regno = regno;
1079                   m->cond = 0;
1080                   m->match = 0;
1081                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1082                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1083                   m->savings = 1;
1084                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1085                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1086                   if (movables == 0)
1087                     movables = m;
1088                   else
1089                     last_movable->next = m;
1090                   last_movable = m;
1091                 }
1092             }
1093         }
1094       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1095          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1096          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1097          so they don't count.  */
1098       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1099         call_passed = 1;
1100       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1101          can't count on whether or how many times they will be
1102          executed during each iteration.  Therefore, we can
1103          only move out sets of trivial variables
1104          (those not used after the loop).  */
1105       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1106       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1107                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1108                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1109                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1110                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1111                   followed a by barrier then loop end.  */
1112                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
1113                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
1114                      && simplejump_p (p)))
1115         maybe_never = 1;
1116       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1117         {
1118           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1119              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1120              code has been duplicated.  */
1121           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1122             maybe_never = call_passed = 0;
1123           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1124             loop_depth++;
1125           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1126             loop_depth--;
1127         }
1128     }
1129
1130   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1131
1132   ignore_some_movables (movables);
1133
1134   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1135      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1136      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1137      since the second can be moved only if the first is.  */
1138
1139   force_movables (movables);
1140
1141   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1142      If there are, make all but the first point at the first one
1143      through the `match' field, and add the priorities of them
1144      all together as the priority of the first.  */
1145
1146   combine_movables (movables, nregs);
1147
1148   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1149      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1150
1151      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1152      optimizing for code size.  */
1153
1154   if (! optimize_size)
1155     move_movables (movables, threshold,
1156                    insn_count, loop_start, end, nregs);
1157
1158   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1159      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1160   for (i = 0; i < nregs; i++)
1161     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1162       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1163
1164   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1165      hoist even more memory references.  */
1166   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1167                                        loop_start, &insn_count);
1168
1169   if (flag_strength_reduce)
1170     {
1171       the_movables = movables;
1172       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1173                        insn_count, loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p);
1174     }
1175
1176   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1177   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1178   VARRAY_FREE (n_times_set);
1179   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1180 }
1181 \f
1182 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1183    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1184
1185 void
1186 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1187      rtx in_this, not_in_this;
1188      rtx *output;
1189 {
1190   enum rtx_code code;
1191   char *fmt;
1192   int i;
1193
1194   code = GET_CODE (in_this);
1195
1196   switch (code)
1197     {
1198     case PC:
1199     case CC0:
1200     case CONST_INT:
1201     case CONST_DOUBLE:
1202     case CONST:
1203     case SYMBOL_REF:
1204     case LABEL_REF:
1205       return;
1206
1207     case REG:
1208       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1209           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1210         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1211       return;
1212
1213     default:
1214       break;
1215     }
1216
1217   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1218   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1219     {
1220       int j;
1221
1222       switch (fmt[i])
1223         {
1224         case 'E':
1225           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1226             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1227           break;
1228
1229         case 'e':
1230           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1231           break;
1232         }
1233     }
1234 }
1235 \f
1236 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1237    aside from those mentioned in the equivalent value.
1238    If there are none, return 0.
1239    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1240
1241 rtx
1242 libcall_other_reg (insn, equiv)
1243      rtx insn, equiv;
1244 {
1245   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1246   rtx p = XEXP (note, 0);
1247   rtx output = 0;
1248
1249   /* First, find all the regs used in the libcall block
1250      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1251
1252   while (p != insn)
1253     {
1254       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1255           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1256         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1257       p = NEXT_INSN (p);
1258     }
1259
1260   return output;
1261 }
1262 \f
1263 /* Return 1 if all uses of REG
1264    are between INSN and the end of the basic block.  */
1265
1266 static int
1267 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1268      rtx insn, reg;
1269 {
1270   int regno = REGNO (reg);
1271   rtx p;
1272
1273   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1274     return 0;
1275
1276   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1277   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1278     {
1279       switch (GET_CODE (p))
1280         {
1281         case NOTE:
1282           break;
1283
1284         case INSN:
1285         case CALL_INSN:
1286           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1287           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1288             return 1;
1289           break;
1290
1291         case JUMP_INSN:
1292           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1293           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1294             return 1;
1295           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1296           return 0;
1297
1298         case CODE_LABEL:
1299         case BARRIER:
1300           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1301           return 0;
1302
1303         default:
1304           break;
1305         }
1306     }
1307
1308   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1309   abort ();
1310 }
1311 \f
1312 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1313    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1314    value directly or can contain a library call.  */
1315
1316 static int
1317 libcall_benefit (last)
1318      rtx last;
1319 {
1320   rtx insn;
1321   int benefit = 0;
1322
1323   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1324        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1325     {
1326       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1327         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1328                                    routine.  */
1329       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1330                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1331                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1332         benefit++;
1333     }
1334
1335   return benefit;
1336 }
1337 \f
1338 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1339
1340 static rtx
1341 skip_consec_insns (insn, count)
1342      rtx insn;
1343      int count;
1344 {
1345   for (; count > 0; count--)
1346     {
1347       rtx temp;
1348
1349       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1350       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1351          be an insn here.  */
1352       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1353           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1354         insn = XEXP (temp, 0);
1355
1356       do insn = NEXT_INSN (insn);
1357       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1358     }
1359
1360   return insn;
1361 }
1362
1363 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1364    which is part of another movable.
1365    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1366    was made later and so appears later on the chain.  */
1367
1368 static void
1369 ignore_some_movables (movables)
1370      struct movable *movables;
1371 {
1372   register struct movable *m, *m1;
1373
1374   for (m = movables; m; m = m->next)
1375     {
1376       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1377       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1378       if (note)
1379         {
1380           rtx insn;
1381           /* Check for earlier movables inside that range,
1382              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1383              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1384              Rather than reject all such insns from movables, we just
1385              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1386              libcalls aren't that common).  */
1387           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1388             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1389               if (m1->insn == insn)
1390                 m1->done = 1;
1391         }
1392     }
1393 }
1394
1395 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1396    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1397    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1398    since the second can be moved only if the first is.  */
1399
1400 static void
1401 force_movables (movables)
1402      struct movable *movables;
1403 {
1404   register struct movable *m, *m1;
1405   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1406     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1407     if (!m1->partial && !m1->done)
1408       {
1409         int regno = m1->regno;
1410         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1411           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1412              register of M1 to be used after this insn?
1413              Since CSE does not update regno_last_uid,
1414              this insn M->insn might not be where it dies.
1415              But very likely this doesn't matter; what matters is
1416              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1417           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1418               && !m->done)
1419             break;
1420         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1421             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1422             && m->consec == 0)
1423           m = 0;
1424
1425         /* Increase the priority of the moving the first insn
1426            since it permits the second to be moved as well.  */
1427         if (m != 0)
1428           {
1429             m->forces = m1;
1430             m1->lifetime += m->lifetime;
1431             m1->savings += m->savings;
1432           }
1433       }
1434 }
1435 \f
1436 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1437    one register.  */
1438
1439 static void
1440 combine_movables (movables, nregs)
1441      struct movable *movables;
1442      int nregs;
1443 {
1444   register struct movable *m;
1445   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1446   enum machine_mode mode;
1447
1448   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1449      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1450   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1451
1452   for (m = movables; m; m = m->next)
1453     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1454       {
1455         register struct movable *m1;
1456         int regno = m->regno;
1457
1458         bzero (matched_regs, nregs);
1459         matched_regs[regno] = 1;
1460
1461         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1462            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1463         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1464           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1465               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1466               && !m1->global
1467               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1468               && !m1->partial
1469               && (matched_regs[m1->regno]
1470                   ||
1471                   (
1472                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1473                       same constant only if the modes are the same or
1474                       if both are integer modes with M wider or the same
1475                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1476                       safe, since the only case of differing destination
1477                       modes with equal sources is when both sources are
1478                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1479                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1480                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1481                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1482                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1483                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1484                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1485                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1486                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1487                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1488                                                 movables))))
1489               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1490                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1491             {
1492               m->lifetime += m1->lifetime;
1493               m->savings += m1->savings;
1494               m1->done = 1;
1495               m1->match = m;
1496               matched_regs[m1->regno] = 1;
1497             }
1498       }
1499
1500   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1501      This can be done for those not marked `global'
1502      provided their lives don't overlap.  */
1503
1504   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1505        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1506     {
1507       register struct movable *m0 = 0;
1508
1509       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1510          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1511       for (m = movables; m; m = m->next)
1512         if (m->partial && ! m->global
1513             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1514           {
1515             register struct movable *m1;
1516             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1517             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1518
1519             if (m0 == 0)
1520               {
1521                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1522                 m0 = m;
1523                   continue;
1524               }
1525
1526             /* Make sure they extend to the same mode.
1527                (Almost always true.)  */
1528             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1529                 continue;
1530
1531             /* We already have one: check for overlap with those
1532                already combined together.  */
1533             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1534               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1535                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1536                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1537                   goto overlap;
1538
1539             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1540             m0->lifetime += m->lifetime;
1541             m0->savings += m->savings;
1542             m->done = 1;
1543             m->match = m0;
1544
1545           overlap: ;
1546           }
1547     }
1548 }
1549 \f
1550 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1551
1552 static int
1553 regs_match_p (x, y, movables)
1554      rtx x, y;
1555      struct movable *movables;
1556 {
1557   int xn = REGNO (x);
1558   int yn = REGNO (y);
1559   struct movable *mx, *my;
1560
1561   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1562     if (mx->regno == xn)
1563       break;
1564
1565   for (my = movables; my; my = my->next)
1566     if (my->regno == yn)
1567       break;
1568
1569   return (mx && my
1570           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1571               || mx->match == my
1572               || mx == my->match));
1573 }
1574
1575 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1576    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1577
1578    If two registers are matching movables or a movable register and an
1579    equivalent constant, consider them equal.  */
1580
1581 static int
1582 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1583      rtx x, y;
1584      struct movable *movables;
1585 {
1586   register int i;
1587   register int j;
1588   register struct movable *m;
1589   register enum rtx_code code;
1590   register char *fmt;
1591
1592   if (x == y)
1593     return 1;
1594   if (x == 0 || y == 0)
1595     return 0;
1596
1597   code = GET_CODE (x);
1598
1599   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1600      equal.  */
1601   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1602       && CONSTANT_P (y))
1603     {
1604       for (m = movables; m; m = m->next)
1605         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1606             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1607           return 1;
1608     }
1609   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1610            && CONSTANT_P (x))
1611     {
1612       for (m = movables; m; m = m->next)
1613         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1614             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1615           return 1;
1616     }
1617
1618   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1619   if (code != GET_CODE (y))
1620     return 0;
1621
1622   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1623      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1624
1625   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1626     return 0;
1627
1628   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1629   if (code == REG)
1630     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1631
1632   if (code == LABEL_REF)
1633     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1634   if (code == SYMBOL_REF)
1635     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1636
1637   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1638      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1639
1640   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1641   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1642     {
1643       switch (fmt[i])
1644         {
1645         case 'w':
1646           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1647             return 0;
1648           break;
1649
1650         case 'i':
1651           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1652             return 0;
1653           break;
1654
1655         case 'E':
1656           /* Two vectors must have the same length.  */
1657           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1658             return 0;
1659
1660           /* And the corresponding elements must match.  */
1661           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1662             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1663               return 0;
1664           break;
1665
1666         case 'e':
1667           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1668             return 0;
1669           break;
1670
1671         case 's':
1672           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1673             return 0;
1674           break;
1675
1676         case 'u':
1677           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1678           break;
1679
1680         case '0':
1681           break;
1682
1683           /* It is believed that rtx's at this level will never
1684              contain anything but integers and other rtx's,
1685              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1686         default:
1687           abort ();
1688         }
1689     }
1690   return 1;
1691 }
1692 \f
1693 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1694   insns in INSNS which use thet reference.  */
1695
1696 static void
1697 add_label_notes (x, insns)
1698      rtx x;
1699      rtx insns;
1700 {
1701   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1702   int i, j;
1703   char *fmt;
1704   rtx insn;
1705
1706   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1707     {
1708       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1709          avoid flow generating (slighly) worse code.
1710
1711          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1712          mark_jump_label for additional information).  */
1713       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1714         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1715           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1716                                                 REG_NOTES (insn));
1717     }
1718
1719   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1720   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1721     {
1722       if (fmt[i] == 'e')
1723         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1724       else if (fmt[i] == 'E')
1725         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1726           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1727     }
1728 }
1729 \f
1730 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1731    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1732    other throughout.  */
1733
1734 static void
1735 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1736      struct movable *movables;
1737      int threshold;
1738      int insn_count;
1739      rtx loop_start;
1740      rtx end;
1741      int nregs;
1742 {
1743   rtx new_start = 0;
1744   register struct movable *m;
1745   register rtx p;
1746   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1747      when we move several insns that load the same value
1748      into different pseudo-registers.  */
1749   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1750   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1751
1752   bzero (already_moved, nregs);
1753   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1754
1755   num_movables = 0;
1756
1757   for (m = movables; m; m = m->next)
1758     {
1759       /* Describe this movable insn.  */
1760
1761       if (loop_dump_stream)
1762         {
1763           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1764                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1765           if (m->consec > 0)
1766             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1767           if (m->cond)
1768             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1769           if (m->force)
1770             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1771           if (m->global)
1772             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1773           if (m->done)
1774             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1775           if (m->move_insn)
1776             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1777           if (m->match)
1778             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1779                      INSN_UID (m->match->insn));
1780           if (m->forces)
1781             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1782                      INSN_UID (m->forces->insn));
1783         }
1784
1785       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1786       num_movables++;
1787
1788       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1789          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1790
1791       if (!m->done
1792           && (! m->cond
1793               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1794                   && (m->dependencies == 0
1795                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1796                   && (m->consec == 0
1797                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1798                                                        m->consec + 1,
1799                                                        m->insn))))
1800           && (! m->forces || m->forces->done))
1801         {
1802           register int regno;
1803           register rtx p;
1804           int savings = m->savings;
1805
1806           /* We have an insn that is safe to move.
1807              Compute its desirability.  */
1808
1809           p = m->insn;
1810           regno = m->regno;
1811
1812           if (loop_dump_stream)
1813             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1814
1815           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1816             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1817
1818           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1819              which is safe only if this one is moved too: that is,
1820              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1821
1822           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1823              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1824              If it's not desirable, it means the loop is so big
1825              that moving won't speed things up much,
1826              and it is liable to make register usage worse.  */
1827
1828           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1829              extra cost because something else was already moved.  */
1830
1831           if (already_moved[regno]
1832               || flag_move_all_movables
1833               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1834                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1835               || (m->forces && m->forces->done
1836                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1837             {
1838               int count;
1839               register struct movable *m1;
1840               rtx first;
1841
1842               /* Now move the insns that set the reg.  */
1843
1844               if (m->partial && m->match)
1845                 {
1846                   rtx newpat, i1;
1847                   rtx r1, r2;
1848                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1849                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1850                      And that reg is loaded with 0 directly,
1851                      since it has ->match == 0.  */
1852                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1853                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1854                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1855                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1856
1857                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1858                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1859                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1860                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1861                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1862                   regs_may_share
1863                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1864                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1865                                                             regs_may_share));
1866                   delete_insn (m->insn);
1867
1868                   if (new_start == 0)
1869                     new_start = i1;
1870
1871                   if (loop_dump_stream)
1872                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1873                 }
1874               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1875                  new move insn, first delete what we have and then emit
1876                  the move insn before the loop.  */
1877               else if (m->move_insn)
1878                 {
1879                   rtx i1, temp;
1880
1881                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1882                     {
1883                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1884                          skip to the end.  */
1885                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1886                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1887                         p = XEXP (temp, 0);
1888
1889                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1890                          delete every insn in the sequence except the last.
1891                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1892                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1893                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1894                         {
1895                           temp = XEXP (temp, 0);
1896                           while (temp != p)
1897                             temp = delete_insn (temp);
1898                         }
1899
1900                       temp = p;
1901                       p = delete_insn (p);
1902
1903                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1904                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1905                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1906                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1907                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1908                          insn stream.  */
1909                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1910                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1911                     }
1912
1913                   start_sequence ();
1914                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1915                   temp = get_insns ();
1916                   end_sequence ();
1917
1918                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1919
1920                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1921                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1922                     REG_NOTES (i1)
1923                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1924                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1925
1926                   if (loop_dump_stream)
1927                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1928
1929                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1930                   threshold -= 3;
1931                 }
1932               else
1933                 {
1934                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1935                     {
1936                       rtx i1, temp;
1937
1938                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1939                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
1940                          be an insn here.  */
1941                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1942                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1943                         p = XEXP (temp, 0);
1944
1945                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1946                          insns except the last before the loop.  The last
1947                          insn is handled in the normal manner.  */
1948                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1949                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1950                         {
1951                           rtx fn_address = 0;
1952                           rtx fn_reg = 0;
1953                           rtx fn_address_insn = 0;
1954
1955                           first = 0;
1956                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1957                                temp = NEXT_INSN (temp))
1958                             {
1959                               rtx body;
1960                               rtx n;
1961                               rtx next;
1962
1963                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1964                                 continue;
1965
1966                               body = PATTERN (temp);
1967
1968                               /* Find the next insn after TEMP,
1969                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1970                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1971                                    next = NEXT_INSN (next))
1972                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1973                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1974                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1975                                   break;
1976
1977                               /* If that is the call, this may be the insn
1978                                  that loads the function address.
1979
1980                                  Extract the function address from the insn
1981                                  that loads it into a register.
1982                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1983
1984                                  So emit a new move insn that copies the
1985                                  function address into the register that the
1986                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1987                                  redundant stores that we have created.  */
1988                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1989                                   && GET_CODE (body) == SET
1990                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1991                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1992                                                          NULL_RTX)))
1993                                 {
1994                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1995                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1996                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1997                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1998                                   fn_address_insn = temp;
1999                                 }
2000                               /* We have the call insn.
2001                                  If it uses the register we suspect it might,
2002                                  load it with the correct address directly.  */
2003                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
2004                                   && fn_address != 0
2005                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2006                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
2007                                                                 fn_address),
2008                                                  fn_address_insn);
2009
2010                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
2011                                 {
2012                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2013                                   /* Because the USAGE information potentially
2014                                      contains objects other than hard registers
2015                                      we need to copy it.  */
2016                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2017                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2018                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2019                                 }
2020                               else
2021                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2022                               if (first == 0)
2023                                 first = i1;
2024                               if (temp == fn_address_insn)
2025                                 fn_address_insn = i1;
2026                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2027                               delete_insn (temp);
2028                             }
2029                           if (new_start == 0)
2030                             new_start = first;
2031                         }
2032                       if (m->savemode != VOIDmode)
2033                         {
2034                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2035                              the bits that are not covered by the mode
2036                              m->savemode.  */
2037                           rtx reg = m->set_dest;
2038                           rtx sequence;
2039                           rtx tem;
2040
2041                           start_sequence ();
2042                           tem = expand_binop
2043                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2044                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2045                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2046                                       - 1),
2047                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2048                           if (tem == 0)
2049                             abort ();
2050                           if (tem != reg)
2051                             emit_move_insn (reg, tem);
2052                           sequence = gen_sequence ();
2053                           end_sequence ();
2054                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2055                         }
2056                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2057                         {
2058                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2059                           /* Because the USAGE information potentially
2060                              contains objects other than hard registers
2061                              we need to copy it.  */
2062                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2063                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2064                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2065                         }
2066                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2067                         {
2068                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2069                              use the REG_EQUAL note.  */
2070                           start_sequence ();
2071                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2072                           temp = get_insns ();
2073                           end_sequence ();
2074
2075                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2076
2077                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2078                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2079                             REG_NOTES (i1)
2080                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2081                                                     : REG_EQUAL),
2082                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2083                         }
2084                       else
2085                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2086
2087                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2088                         {
2089                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2090
2091                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2092                              is not loop invariant, then delete it, since it
2093                              may cause problems with later optimization passes.
2094                              It is possible for cse to create such notes
2095                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2096
2097                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2098                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2099                             remove_note (i1, temp);
2100                         }
2101
2102                       if (new_start == 0)
2103                         new_start = i1;
2104
2105                       if (loop_dump_stream)
2106                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2107                                  INSN_UID (i1));
2108
2109                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2110                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2111                          and REG_RETVAL on I1.  */
2112                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2113                         {
2114                           XEXP (temp, 0) = first;
2115                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2116                           XEXP (temp, 0) = i1;
2117                         }
2118
2119                       temp = p;
2120                       delete_insn (p);
2121                       p = NEXT_INSN (p);
2122
2123                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2124                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2125                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2126                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2127                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2128                          insn stream.  */
2129                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2130                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2131                     }
2132
2133                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2134                   threshold -= 3;
2135                 }
2136
2137               /* Any other movable that loads the same register
2138                  MUST be moved.  */
2139               already_moved[regno] = 1;
2140
2141               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2142               moved_once[regno] = 1;
2143
2144               /* The reg set here is now invariant.  */
2145               if (! m->partial)
2146                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2147
2148               m->done = 1;
2149
2150               /* Change the length-of-life info for the register
2151                  to say it lives at least the full length of this loop.
2152                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2153
2154               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2155                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2156                    We can't use the moved insn because it is out of range
2157                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2158                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2159               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2160                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2161
2162               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2163
2164               if (! m->partial)
2165                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2166                   if (m1->match == m)
2167                     {
2168                       rtx temp;
2169
2170                       /* Schedule the reg loaded by M1
2171                          for replacement so that shares the reg of M.
2172                          If the modes differ (only possible in restricted
2173                          circumstances, make a SUBREG.
2174
2175                          Note this assumes that the target dependent files
2176                          treat REG and SUBREG equally, including within
2177                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2178                          predicates since we never verify that replacing the
2179                          original register with a SUBREG results in a
2180                          recognizable insn.  */
2181                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2182                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2183                       else
2184                         reg_map[m1->regno]
2185                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2186                                                 m->set_dest);
2187
2188                       /* Get rid of the matching insn
2189                          and prevent further processing of it.  */
2190                       m1->done = 1;
2191
2192                       /* if library call, delete all insn except last, which
2193                          is deleted below */
2194                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2195                                                  NULL_RTX)))
2196                         {
2197                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2198                                temp = NEXT_INSN (temp))
2199                             delete_insn (temp);
2200                         }
2201                       delete_insn (m1->insn);
2202
2203                       /* Any other movable that loads the same register
2204                          MUST be moved.  */
2205                       already_moved[m1->regno] = 1;
2206
2207                       /* The reg merged here is now invariant,
2208                          if the reg it matches is invariant.  */
2209                       if (! m->partial)
2210                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2211                     }
2212             }
2213           else if (loop_dump_stream)
2214             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2215         }
2216       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2217         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2218
2219       if (loop_dump_stream)
2220         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2221     }
2222
2223   if (new_start == 0)
2224     new_start = loop_start;
2225
2226   /* Go through all the instructions in the loop, making
2227      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2228   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2229     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2230         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2231       {
2232         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2233         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2234         INSN_CODE (p) = -1;
2235       }
2236 }
2237 \f
2238 #if 0
2239 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2240    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2241
2242 static void
2243 replace_call_address (x, reg, addr)
2244      rtx x, reg, addr;
2245 {
2246   register enum rtx_code code;
2247   register int i;
2248   register char *fmt;
2249
2250   if (x == 0)
2251     return;
2252   code = GET_CODE (x);
2253   switch (code)
2254     {
2255     case PC:
2256     case CC0:
2257     case CONST_INT:
2258     case CONST_DOUBLE:
2259     case CONST:
2260     case SYMBOL_REF:
2261     case LABEL_REF:
2262     case REG:
2263       return;
2264
2265     case SET:
2266       /* Short cut for very common case.  */
2267       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2268       return;
2269
2270     case CALL:
2271       /* Short cut for very common case.  */
2272       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2273       return;
2274
2275     case MEM:
2276       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2277          something is wrong.  */
2278       if (XEXP (x, 0) != reg)
2279         abort ();
2280       XEXP (x, 0) = addr;
2281       return;
2282
2283     default:
2284       break;
2285     }
2286
2287   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2288   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2289     {
2290       if (fmt[i] == 'e')
2291         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2292       if (fmt[i] == 'E')
2293         {
2294           register int j;
2295           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2296             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2297         }
2298     }
2299 }
2300 #endif
2301 \f
2302 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2303    in the rtx X.  */
2304
2305 static int
2306 count_nonfixed_reads (x)
2307      rtx x;
2308 {
2309   register enum rtx_code code;
2310   register int i;
2311   register char *fmt;
2312   int value;
2313
2314   if (x == 0)
2315     return 0;
2316
2317   code = GET_CODE (x);
2318   switch (code)
2319     {
2320     case PC:
2321     case CC0:
2322     case CONST_INT:
2323     case CONST_DOUBLE:
2324     case CONST:
2325     case SYMBOL_REF:
2326     case LABEL_REF:
2327     case REG:
2328       return 0;
2329
2330     case MEM:
2331       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2332               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2333
2334     default:
2335       break;
2336     }
2337
2338   value = 0;
2339   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2340   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2341     {
2342       if (fmt[i] == 'e')
2343         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2344       if (fmt[i] == 'E')
2345         {
2346           register int j;
2347           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2348             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2349         }
2350     }
2351   return value;
2352 }
2353
2354 \f
2355 #if 0
2356 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2357    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2358    if the machine supports such an instruction,
2359    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2360
2361 static void
2362 constant_high_bytes (p, loop_start)
2363      rtx p, loop_start;
2364 {
2365   register rtx new;
2366   register int insn_code_number;
2367
2368   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2369      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2370
2371   new = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2372                      gen_rtx_STRICT_LOW_PART (VOIDmode,
2373                                               gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2374                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2375                                    0)),
2376                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2377   insn_code_number = recog (new, p);
2378
2379   if (insn_code_number)
2380     {
2381       register int i;
2382
2383       /* Clear destination register before the loop.  */
2384       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, SET_DEST (PATTERN (p)),
2385                                      const0_rtx),
2386                         loop_start);
2387
2388       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2389       PATTERN (p) = new;
2390     }
2391 }
2392 #endif
2393 \f
2394 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2395    `num_mem_sets', `loop_continue', `loops_enclosed', `loop_has_call',
2396    `loop_has_volatile', and `loop_has_tablejump'.
2397    Also, fill in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2398
2399 static void
2400 prescan_loop (start, end)
2401      rtx start, end;
2402 {
2403   register int level = 1;
2404   rtx insn;
2405   int loop_has_multiple_exit_targets = 0;
2406   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2407      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2408      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2409      might end up between the two.  */
2410   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2411   if (exit_target == NULL_RTX || GET_CODE (exit_target) != CODE_LABEL)
2412     loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2413
2414   unknown_address_altered = 0;
2415   loop_has_call = 0;
2416   loop_has_volatile = 0;
2417   loop_has_tablejump = 0;
2418   loop_store_mems = NULL_RTX;
2419   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2420   loop_mems_idx = 0;
2421
2422   num_mem_sets = 0;
2423   loops_enclosed = 1;
2424   loop_continue = 0;
2425
2426   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2427        insn = NEXT_INSN (insn))
2428     {
2429       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2430         {
2431           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2432             {
2433               ++level;
2434               /* Count number of loops contained in this one.  */
2435               loops_enclosed++;
2436             }
2437           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2438             {
2439               --level;
2440               if (level == 0)
2441                 {
2442                   end = insn;
2443                   break;
2444                 }
2445             }
2446           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2447             {
2448               if (level == 1)
2449                 loop_continue = insn;
2450             }
2451         }
2452       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2453         {
2454           if (! CONST_CALL_P (insn))
2455             unknown_address_altered = 1;
2456           loop_has_call = 1;
2457         }
2458       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2459         {
2460           rtx label1 = NULL_RTX;
2461           rtx label2 = NULL_RTX;
2462
2463           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2464             loop_has_volatile = 1;
2465
2466           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2467               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2468                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2469             loop_has_tablejump = 1;
2470
2471           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2472           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2473             first_loop_store_insn = insn;
2474
2475           if (! loop_has_multiple_exit_targets
2476               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2477               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2478               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2479             {
2480               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2481                 {
2482                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2483                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2484                 }
2485               else
2486                 {
2487                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2488                 }
2489
2490               do {
2491                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2492                   {
2493                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2494                       {
2495                         /* Something tricky.  */
2496                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2497                         break;
2498                       }
2499                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2500                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2501                       {
2502                         /* A jump outside the current loop.  */
2503                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2504                         break;
2505                       }
2506                   }
2507
2508                 label1 = label2;
2509                 label2 = NULL_RTX;
2510               } while (label1);
2511             }
2512         }
2513       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2514         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2515     }
2516
2517   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2518   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2519       !unknown_address_altered
2520       /* An exception thrown by a called function might land us
2521          anywhere.  */
2522       && !loop_has_call
2523       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2524          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2525          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2526          require actual function calls.  */
2527       && !current_function_calls_alloca
2528       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2529          end.  */
2530       && !loop_has_multiple_exit_targets)
2531     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2532          insn = NEXT_INSN (insn))
2533       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2534 }
2535 \f
2536 /* LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2537    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2538    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2539    and what we have so far as LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR that has a
2540    target between LOOP_DOMINATOR and the continue note, move
2541    LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2542    destination cannot be determined, clear LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2543
2544 static void
2545 verify_dominator (loop_number)
2546      int loop_number;
2547 {
2548   rtx insn;
2549
2550   if (! loop_number_cont_dominator[loop_number])
2551     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2552        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2553     return;
2554   if (loop_number_cont_dominator[loop_number] == const0_rtx)
2555     {
2556       loop_number_cont_dominator[loop_number] = 0;
2557       return;
2558     }
2559   for (insn = loop_number_loop_starts[loop_number];
2560        insn != loop_number_cont_dominator[loop_number];
2561        insn = NEXT_INSN (insn))
2562     {
2563       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2564           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2565         {
2566           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2567           int label_luid;
2568
2569           /* If it is not a jump we can easily understand or for
2570              which we do not have jump target information in the JUMP_LABEL
2571              field (consider ADDR_VEC and ADDR_DIFF_VEC insns), then clear
2572              LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2573           if ((! condjump_p (insn)
2574                && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2575               || label == NULL_RTX)
2576             {
2577               loop_number_cont_dominator[loop_number] = NULL_RTX;
2578               return;
2579             }
2580
2581           label_luid = INSN_LUID (label);
2582           if (label_luid < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[loop_number])
2583               && (label_luid
2584                   > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator[loop_number])))
2585             loop_number_cont_dominator[loop_number] = label;
2586         }
2587     }
2588 }
2589
2590 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2591    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2592    to from outside the loop.  */
2593
2594 static void
2595 find_and_verify_loops (f)
2596      rtx f;
2597 {
2598   rtx insn, label;
2599   int current_loop = -1;
2600   int next_loop = -1;
2601   int loop;
2602
2603   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2604
2605   /* If there are jumps to undefined labels,
2606      treat them as jumps out of any/all loops.
2607      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2608   uid_loop_num[0] = -1;
2609
2610   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2611      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2612
2613   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2614     {
2615       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2616         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2617           {
2618           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2619             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2620             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2621             loop_number_loop_cont[next_loop] = 0;
2622             loop_number_cont_dominator[next_loop] = 0;
2623             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2624             loop_invalid[next_loop] = 0;
2625             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2626             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2627             current_loop = next_loop;
2628             break;
2629
2630           case NOTE_INSN_SETJMP:
2631             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2632                enclosing loop.  */
2633             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2634               {
2635                 loop_invalid[loop] = 1;
2636                 if (loop_dump_stream)
2637                   fprintf (loop_dump_stream,
2638                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2639                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2640               }
2641             break;
2642
2643           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2644             loop_number_loop_cont[current_loop] = insn;
2645             break;
2646           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2647             if (current_loop == -1)
2648               abort ();
2649
2650             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2651             verify_dominator (current_loop);
2652             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2653             break;
2654
2655           default:
2656             break;
2657           }
2658       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2659          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop_number_loop_dominator.  */
2660       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2661                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2662                && current_loop >= 0)
2663         {
2664           int this_loop;
2665           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2666
2667           if (! condjump_p (insn) && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2668             label = NULL_RTX;
2669
2670           this_loop = current_loop;
2671           do
2672             {
2673               /* First see if we care about this loop.  */
2674               if (loop_number_loop_cont[this_loop]
2675                   && loop_number_cont_dominator[this_loop] != const0_rtx)
2676                 {
2677                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2678                      loop_number_const_dominator.  */
2679                   if (! label)
2680                     loop_number_cont_dominator[this_loop] = const0_rtx;
2681                   else
2682                     /* Check if the destination is between loop start and
2683                        cont.  */
2684                     if ((INSN_LUID (label)
2685                          < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[this_loop]))
2686                         && (INSN_LUID (label)
2687                             > INSN_LUID (loop_number_loop_starts[this_loop]))
2688                         /* And if there is no later destination already
2689                            recorded.  */
2690                         && (! loop_number_cont_dominator[this_loop]
2691                             || (INSN_LUID (label)
2692                                 > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator
2693                                              [this_loop]))))
2694                       loop_number_cont_dominator[this_loop] = label;
2695                 }
2696               this_loop = loop_outer_loop[this_loop];
2697             }
2698           while (this_loop >= 0);
2699         }
2700
2701       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2702          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2703       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2704     }
2705
2706   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2707      because it can be jumped into from anywhere.  */
2708
2709   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2710     {
2711       int loop_num;
2712
2713       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2714            loop_num != -1;
2715            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2716         loop_invalid[loop_num] = 1;
2717     }
2718
2719   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2720      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2721
2722   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2723     {
2724       int loop_num;
2725
2726       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2727            loop_num != -1;
2728            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2729         loop_invalid[loop_num] = 1;
2730     }
2731
2732   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2733      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2734      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2735      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2736      anywhere.
2737
2738      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2739      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
2740      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2741      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2742      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2743      possible second cse pass.  */
2744
2745   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2746     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2747       {
2748         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2749
2750         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2751           {
2752             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2753             if (note)
2754               {
2755                 int loop_num;
2756
2757                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2758                      loop_num != -1;
2759                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2760                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2761               }
2762           }
2763
2764         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2765           continue;
2766
2767         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2768
2769         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2770         if (this_loop_num != -1
2771             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2772                 || (simplejump_p (insn)
2773                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2774                         != this_loop_num)))
2775             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2776           {
2777             rtx p;
2778             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2779             int dest_loop;
2780             int outer_loop = -1;
2781
2782             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2783                or a JUMP_INSN.  */
2784             for (p = PREV_INSN (insn);
2785                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2786                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2787                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2788                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2789                  p = PREV_INSN (p))
2790               ;
2791
2792             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2793                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2794
2795             if (JUMP_LABEL (insn))
2796               {
2797                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2798                 if (dest_loop != -1)
2799                   {
2800                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2801                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2802                       if (outer_loop == this_loop_num)
2803                         break;
2804                   }
2805               }
2806
2807             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2808
2809             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2810                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2811               outer_loop = this_loop_num;
2812
2813             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2814                we have a block of code to try to move.
2815
2816                We look backward and then forward from the target of INSN
2817                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2818                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2819                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2820                and move the block of code to the spot we found.  */
2821
2822             if (outer_loop == -1
2823                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2824                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2825                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2826                    These always indicate compilation errors.  */
2827                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2828                 && condjump_p (p)
2829                 && ! simplejump_p (p)
2830                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2831               {
2832                 rtx target
2833                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2834                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2835                 rtx loc;
2836
2837                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2838                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2839                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2840                     break;
2841
2842                 if (loc == 0)
2843                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2844                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2845                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2846                       break;
2847
2848                 if (loc)
2849                   {
2850                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2851                     rtx new_label = get_label_after (p);
2852
2853                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2854                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2855
2856                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2857                        we can invert P.  */
2858                    if (invert_jump (p, new_label))
2859                      {
2860                        rtx q, r;
2861
2862                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2863                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2864                           path, we'll need to insert an jump around our block
2865                           and a add a BARRIER before TARGET.
2866
2867                           This creates an extra unconditional jump outside
2868                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2869                           executed instructions from inside the loop usually
2870                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2871                           outside the loop.  */
2872                        if (loc == 0)
2873                          {
2874                            rtx temp;
2875
2876                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2877                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2878                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2879                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2880                            loc = emit_barrier_before (target);
2881                          }
2882
2883                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2884                           block after LOC.  */
2885                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2886                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2887
2888                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2889                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2890                             q = NEXT_INSN (q))
2891                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2892
2893                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2894                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2895                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2896                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2897                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2898                        if (JUMP_LABEL (insn))
2899                          {
2900                            int loop_num;
2901
2902                            for (q = 0,
2903                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2904                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2905                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2906                                {
2907                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2908                                  if (q)
2909                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2910                                  else
2911                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2912                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2913                                  break;
2914                                }
2915
2916                            for (loop_num = this_loop_num;
2917                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2918                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2919                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2920
2921                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2922                            if (! r)
2923                              abort ();
2924                          }
2925
2926                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2927                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2928                           The easiest way to do this is to just call
2929                           mark_loop_jump again for P.  */
2930                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2931
2932                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2933                           delete INSN.  */
2934                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2935                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2936                                == next_real_insn (insn)))
2937                          delete_insn (insn);
2938                      }
2939
2940                     /* Continue the loop after where the conditional
2941                        branch used to jump, since the only branch insn
2942                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2943                        branch and hence needs no processing.  */
2944                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2945
2946                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2947                       delete_insn (cond_label);
2948
2949                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2950                     insn = PREV_INSN (insn);
2951                   }
2952               }
2953           }
2954       }
2955 }
2956
2957 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2958    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2959
2960    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2961
2962 static void
2963 mark_loop_jump (x, loop_num)
2964      rtx x;
2965      int loop_num;
2966 {
2967   int dest_loop;
2968   int outer_loop;
2969   int i;
2970
2971   switch (GET_CODE (x))
2972     {
2973     case PC:
2974     case USE:
2975     case CLOBBER:
2976     case REG:
2977     case MEM:
2978     case CONST_INT:
2979     case CONST_DOUBLE:
2980     case RETURN:
2981       return;
2982
2983     case CONST:
2984       /* There could be a label reference in here.  */
2985       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2986       return;
2987
2988     case PLUS:
2989     case MINUS:
2990     case MULT:
2991       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2992       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2993       return;
2994
2995     case LO_SUM:
2996       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
2997       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2998       return;
2999
3000     case SIGN_EXTEND:
3001     case ZERO_EXTEND:
3002       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
3003       return;
3004
3005     case LABEL_REF:
3006       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3007
3008       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3009          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3010          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3011          false.  */
3012
3013       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3014          since this does not count as a loop exit.  */
3015       if (dest_loop != -1)
3016         {
3017           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
3018                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3019             if (outer_loop == loop_num)
3020               break;
3021         }
3022       else
3023         outer_loop = -1;
3024
3025       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
3026         {
3027           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3028           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
3029           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
3030
3031           for (outer_loop = loop_num;
3032                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
3033                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3034             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
3035         }
3036
3037       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3038          by it, it invalidates at least one loop.  */
3039
3040       if (dest_loop == -1)
3041         return;
3042
3043       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3044          label, except those that also contain the jump insn.  */
3045
3046       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
3047         {
3048           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3049           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3050                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3051             if (dest_loop == outer_loop)
3052               return;
3053
3054           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3055           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
3056             fprintf (loop_dump_stream,
3057                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3058                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
3059
3060           loop_invalid[dest_loop] = 1;
3061         }
3062       return;
3063
3064     case SET:
3065       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3066       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3067         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
3068       return;
3069
3070     case IF_THEN_ELSE:
3071       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3072       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
3073       return;
3074
3075     case PARALLEL:
3076     case ADDR_VEC:
3077       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3078         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
3079       return;
3080
3081     case ADDR_DIFF_VEC:
3082       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3083         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
3084       return;
3085
3086     default:
3087       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3088          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3089          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3090          loop and any containing loops as invalid.  */
3091       if (loop_num != -1)
3092         {
3093           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3094                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3095             {
3096               if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[outer_loop])
3097                 fprintf (loop_dump_stream,
3098                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3099                          INSN_UID (loop_number_loop_starts[outer_loop]));
3100               loop_invalid[outer_loop] = 1;
3101             }
3102         }
3103       return;
3104     }
3105 }
3106 \f
3107 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3108    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3109    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3110    been previously created by loop.c).  */
3111
3112 static int
3113 labels_in_range_p (insn, end)
3114      rtx insn;
3115      int end;
3116 {
3117   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3118     {
3119       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3120         return 1;
3121       insn = NEXT_INSN (insn);
3122     }
3123
3124   return 0;
3125 }
3126
3127 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3128
3129 static void
3130 note_addr_stored (x, y)
3131      rtx x;
3132      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3133 {
3134   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3135     return;
3136
3137   /* Count number of memory writes.
3138      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3139   num_mem_sets++;
3140
3141   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3142   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3143     unknown_address_altered = 1;
3144
3145   if (unknown_address_altered)
3146     return;
3147
3148   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3149 }
3150 \f
3151 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3152
3153    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3154
3155    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3156    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3157    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3158
3159 int
3160 invariant_p (x)
3161      register rtx x;
3162 {
3163   register int i;
3164   register enum rtx_code code;
3165   register char *fmt;
3166   int conditional = 0;
3167   rtx mem_list_entry;
3168
3169   if (x == 0)
3170     return 1;
3171   code = GET_CODE (x);
3172   switch (code)
3173     {
3174     case CONST_INT:
3175     case CONST_DOUBLE:
3176     case SYMBOL_REF:
3177     case CONST:
3178       return 1;
3179
3180     case LABEL_REF:
3181       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3182          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3183          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3184          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3185          the address of this label into a register might get moved outside
3186          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3187
3188          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3189          labels.  */
3190       if (flag_unroll_loops)
3191         return 0;
3192       else
3193         return 1;
3194
3195     case PC:
3196     case CC0:
3197     case UNSPEC_VOLATILE:
3198       return 0;
3199
3200     case REG:
3201       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3202          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3203
3204       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3205            || x == arg_pointer_rtx)
3206           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3207         return 1;
3208
3209       if (loop_has_call
3210           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3211         return 0;
3212
3213       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3214         return 2;
3215
3216       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3217
3218     case MEM:
3219       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3220          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3221          will be rejected also.  */
3222       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3223         return 0;
3224
3225       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3226          invariant if their address is.  */
3227       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3228         break;
3229
3230       /* If we had a subroutine call, any location in memory could have been
3231          clobbered.  */
3232       if (unknown_address_altered)
3233         return 0;
3234
3235       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3236       mem_list_entry = loop_store_mems;
3237       while (mem_list_entry)
3238         {
3239           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3240                                x, rtx_varies_p))
3241             return 0;
3242           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3243         }
3244
3245       /* It's not invalidated by a store in memory
3246          but we must still verify the address is invariant.  */
3247       break;
3248
3249     case ASM_OPERANDS:
3250       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3251       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3252         return 0;
3253       break;
3254
3255     default:
3256       break;
3257     }
3258
3259   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3260   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3261     {
3262       if (fmt[i] == 'e')
3263         {
3264           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3265           if (tem == 0)
3266             return 0;
3267           if (tem == 2)
3268             conditional = 1;
3269         }
3270       else if (fmt[i] == 'E')
3271         {
3272           register int j;
3273           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3274             {
3275               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3276               if (tem == 0)
3277                 return 0;
3278               if (tem == 2)
3279                 conditional = 1;
3280             }
3281
3282         }
3283     }
3284
3285   return 1 + conditional;
3286 }
3287
3288 \f
3289 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3290    are INSN and the immediately following insns,
3291    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3292    (not counting uses of REG in them).
3293
3294    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3295
3296    We assume that INSN itself is the first set of REG
3297    and that its source is invariant.  */
3298
3299 static int
3300 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3301      int n_sets;
3302      rtx reg, insn;
3303 {
3304   register rtx p = insn;
3305   register int regno = REGNO (reg);
3306   rtx temp;
3307   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3308   int count = n_sets - 1;
3309   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3310   int value = 0;
3311   int this;
3312
3313   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3314   if (n_sets == 127)
3315     return 0;
3316
3317   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3318
3319   while (count > 0)
3320     {
3321       register enum rtx_code code;
3322       rtx set;
3323
3324       p = NEXT_INSN (p);
3325       code = GET_CODE (p);
3326
3327       /* If library call, skip to end of it.  */
3328       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3329         p = XEXP (temp, 0);
3330
3331       this = 0;
3332       if (code == INSN
3333           && (set = single_set (p))
3334           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3335           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3336         {
3337           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3338           if (this != 0)
3339             value |= this;
3340           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3341             {
3342               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3343                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3344                  notes are OK.  */
3345               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3346                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3347                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3348               if (this != 0)
3349                 value |= this;
3350             }
3351         }
3352       if (this != 0)
3353         count--;
3354       else if (code != NOTE)
3355         {
3356           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3357           return 0;
3358         }
3359     }
3360
3361   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3362   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3363   return 1 + (value & 2);
3364 }
3365
3366 #if 0
3367 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3368    to be moved, so we no longer test it.  */
3369
3370 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3371    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3372
3373 static int
3374 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3375      rtx reg, insn;
3376      short *table;
3377 {
3378   register rtx p = insn;
3379   register int regno = REGNO (reg);
3380
3381   while (1)
3382     {
3383       register enum rtx_code code;
3384       p = NEXT_INSN (p);
3385       code = GET_CODE (p);
3386       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3387         return 1;
3388       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3389           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3390           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3391         {
3392           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3393             return 0;
3394         }
3395     }
3396 }
3397 #endif /* 0 */
3398 \f
3399 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3400    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3401    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3402
3403 static void
3404 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3405      rtx insn;
3406      rtx x;
3407      varray_type usage;
3408 {
3409   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3410   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3411   int i, j;
3412
3413   if (code == REG)
3414     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3415       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0
3416          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3417         ? const0_rtx : insn;
3418
3419   else if (code == SET)
3420     {
3421       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3422          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3423          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3424          for it.  */
3425       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3426         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3427       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3428     }
3429   else
3430     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3431       {
3432         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3433           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3434         else if (fmt[i] == 'E')
3435           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3436             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3437       }
3438 }
3439 \f
3440 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3441    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3442
3443 static void
3444 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3445      rtx insn, x;
3446      varray_type may_not_move;
3447      rtx *last_set;
3448 {
3449   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3450     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3451        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3452     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3453
3454   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3455     {
3456       rtx dest = SET_DEST (x);
3457       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3458              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3459              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3460              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3461         dest = XEXP (dest, 0);
3462       if (GET_CODE (dest) == REG)
3463         {
3464           register int regno = REGNO (dest);
3465           /* If this is the first setting of this reg
3466              in current basic block, and it was set before,
3467              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3468              be moved out of the loop.  */
3469           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0
3470               && last_set[regno] == 0)
3471             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3472           /* If this is not first setting in current basic block,
3473              see if reg was used in between previous one and this.
3474              If so, neither one can be moved.  */
3475           if (last_set[regno] != 0
3476               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3477             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3478           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3479             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3480           last_set[regno] = insn;
3481         }
3482     }
3483 }
3484
3485 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3486    that is modified by an insn between FROM and TO.
3487    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3488    stop incrementing it, to avoid overflow.
3489
3490    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3491    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3492    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3493    in which case this processing is not done.
3494
3495    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3496    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3497
3498 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3499    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3500
3501 static void
3502 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3503      register rtx from, to;
3504      varray_type may_not_move;
3505      varray_type single_usage;
3506      int *count_ptr;
3507      int nregs;
3508 {
3509   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3510   register rtx insn;
3511   register int count = 0;
3512
3513   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3514   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3515     {
3516       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3517         {
3518           ++count;
3519
3520           /* Record registers that have exactly one use.  */
3521           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3522
3523           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3524           if (REG_NOTES (insn))
3525             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3526
3527           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3528               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3529             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3530           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3531             {
3532               register int i;
3533               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3534                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3535                                may_not_move, last_set);
3536             }
3537         }
3538
3539       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3540         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3541     }
3542   *count_ptr = count;
3543 }
3544 \f
3545 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3546    and that is entered at SCAN_START,
3547    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3548    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3549    from the loop entry point.
3550
3551    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3552    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3553    from an inner loop past two loops.  */
3554
3555 static int
3556 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3557      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3558 {
3559   rtx reg = SET_DEST (set);
3560   rtx p;
3561
3562   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3563      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3564   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3565     {
3566       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3567           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3568         return 1;
3569
3570       if (p == loop_end)
3571         p = loop_start;
3572     }
3573
3574   return 0;
3575 }
3576 \f
3577 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3578    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3579 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3580    value is a linear function of a biv.  */
3581
3582 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3583    Givs by `general_induction_var'.  */
3584
3585 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3586    induction variable, and if so what type.  */
3587
3588 varray_type reg_iv_type;
3589
3590 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3591    if register is an induction variable.  This holds general info for
3592    all induction variables.  */
3593
3594 varray_type reg_iv_info;
3595
3596 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3597    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3598    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3599    to.  */
3600
3601 struct iv_class **reg_biv_class;
3602
3603 /* The head of a list which links together (via the next field)
3604    every iv class for the current loop.  */
3605
3606 struct iv_class *loop_iv_list;
3607
3608 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3609    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3610    separately.  */
3611 int first_increment_giv, last_increment_giv;
3612
3613 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3614
3615 static rtx note_insn;
3616
3617 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3618
3619 static rtx addr_placeholder;
3620
3621 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3622    for the strength reduction code.  */
3623
3624 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3625    bivs, may cause problems.  */
3626
3627 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3628    performance problems.
3629
3630    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3631    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3632    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3633    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3634    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3635    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3636
3637 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3638    positive.  */
3639
3640 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3641    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3642    e.g. the VAX acb insn.  */
3643
3644 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3645    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3646    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3647 \f
3648 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
3649
3650    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3651    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3652    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3653    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3654    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.
3655
3656    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3657    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3658    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3659    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.
3660    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
3661
3662 static void
3663 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3664                  loop_start, loop_end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
3665      rtx scan_start;
3666      rtx end;
3667      rtx loop_top;
3668      int insn_count;
3669      rtx loop_start;
3670      rtx loop_end;
3671      rtx loop_cont;
3672      int unroll_p, bct_p ATTRIBUTE_UNUSED;
3673 {
3674   rtx p;
3675   rtx set;
3676   rtx inc_val;
3677   rtx mult_val;
3678   rtx dest_reg;
3679   rtx *location;
3680   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3681      iteration.  */
3682   int not_every_iteration = 0;
3683   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3684      loop iteration.  */
3685   int maybe_multiple = 0;
3686   /* This is 1 if we have past a branch back to the top of the loop
3687      (aka a loop latch).  */
3688   int past_loop_latch = 0;
3689   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3690   struct iv_class *bl, **backbl;
3691   /* Ratio of extra register life span we can justify
3692      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3693      since in that case saving an insn makes more difference
3694      and more registers are available.  */
3695   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3696   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3697   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3698   rtx *reg_map;
3699   int reg_map_size;
3700   int call_seen;
3701   rtx test;
3702   rtx end_insert_before;
3703   int loop_depth = 0;
3704   int n_extra_increment;
3705   struct loop_info loop_iteration_info;
3706   struct loop_info *loop_info = &loop_iteration_info;
3707
3708   /* If scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3709      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3710   if (prev_nonnote_insn (scan_start) != prev_nonnote_insn (loop_start))
3711     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (scan_start, loop_start, loop_end);
3712
3713   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3714   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3715   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3716     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3717   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3718                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3719
3720   loop_iv_list = 0;
3721   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3722
3723   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3724      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3725      order (i.e. loop order).
3726
3727      If loop_end is the end of the current function, then emit a
3728      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3729      dummy note insn.  */
3730   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3731     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3732   else
3733     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3734
3735   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3736
3737   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3738        p != NULL_RTX;
3739        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3740     {
3741       if (GET_CODE (p) == INSN
3742           && (set = single_set (p))
3743           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3744         {
3745           dest_reg = SET_DEST (set);
3746           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3747               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3748               && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
3749             {
3750               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3751                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
3752                                        &location))
3753                 {
3754                   /* It is a possible basic induction variable.
3755                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3756
3757                   struct induction *v
3758                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3759
3760                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
3761                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3762                   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
3763                 }
3764               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3765                 REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
3766             }
3767         }
3768
3769       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3770          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3771          jump insn between here and the end of the loop either
3772          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3773          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3774
3775       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3776         {
3777           rtx insn = p;
3778
3779           maybe_multiple = 0;
3780
3781           while (1)
3782             {
3783               insn = NEXT_INSN (insn);
3784               if (insn == scan_start)
3785                 break;
3786               if (insn == end)
3787                 {
3788                   if (loop_top != 0)
3789                     insn = loop_top;
3790                   else
3791                     break;
3792                   if (insn == scan_start)
3793                     break;
3794                 }
3795
3796               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3797                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3798                   && (! condjump_p (insn)
3799                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3800                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3801                           && ! loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3802                 {
3803                   maybe_multiple = 1;
3804                   break;
3805                 }
3806             }
3807         }
3808
3809       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3810          on whether they will be executed during each iteration.  */
3811       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3812          code in scan_loop.  */
3813       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3814           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3815              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3816              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3817              will be executed if the loop is executed.  */
3818           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3819                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3820                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3821         {
3822           rtx label = 0;
3823
3824           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3825              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3826              loop_number_exits_labels list.  */
3827
3828           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3829                label;
3830                label = LABEL_NEXTREF (label))
3831             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3832               break;
3833
3834           if (! label)
3835             not_every_iteration = 1;
3836         }
3837
3838       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3839         {
3840           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3841              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3842              even though the exit code has been duplicated.
3843
3844              Insns are also again known to be executed each iteration at
3845              the LOOP_CONT note.  */
3846           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3847                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3848               && loop_depth == 0)
3849             not_every_iteration = 0;
3850           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3851             loop_depth++;
3852           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3853             loop_depth--;
3854         }
3855
3856       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
3857          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
3858          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
3859          a new loop iteration.
3860
3861          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
3862          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
3863          which immediately follows LOOP_START.  */
3864       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop_start))
3865         past_loop_latch = 1;
3866
3867       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3868          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3869          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3870          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3871
3872          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3873          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
3874          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
3875          executed each iteration.  */
3876
3877       if (not_every_iteration
3878           && ! past_loop_latch
3879           && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3880           && no_labels_between_p (p, loop_end)
3881           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
3882         not_every_iteration = 0;
3883     }
3884
3885   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3886      Make a sanity check against n_times_set.  */
3887   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3888     {
3889       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3890           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3891           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3892           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3893           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3894              move.  So leave it alone.  */
3895           || ! bl->incremented)
3896         {
3897           if (loop_dump_stream)
3898             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3899                      bl->regno,
3900                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3901                       ? "not induction variable"
3902                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3903                          : "count error")));
3904
3905           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3906           *backbl = bl->next;
3907         }
3908       else
3909         {
3910           backbl = &bl->next;
3911
3912           if (loop_dump_stream)
3913             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3914         }
3915     }
3916
3917   /* Exit if there are no bivs.  */
3918   if (! loop_iv_list)
3919     {
3920       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3921          strength reduction info available.  */
3922       if (unroll_p)
3923         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
3924                      loop_info, 0);
3925
3926       return;
3927     }
3928
3929   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3930      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3931
3932   call_seen = 0;
3933   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3934     {
3935       note_insn = p;
3936
3937       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3938         call_seen = 1;
3939
3940       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3941           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3942         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3943
3944       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3945          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3946          constants and registers and only certain of those.  */
3947       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3948           && JUMP_LABEL (p) != 0
3949           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3950           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3951           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3952           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3953           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3954           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3955           && bl->init_insn == 0)
3956         {
3957           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3958           if (GET_CODE (test) == NE)
3959             {
3960               bl->init_insn = p;
3961               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3962                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3963             }
3964           else
3965             bl->initial_test = test;
3966         }
3967     }
3968
3969   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3970      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3971      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3972   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3973     {
3974       rtx src;
3975       rtx note;
3976
3977       if (! bl->init_insn)
3978         continue;
3979
3980       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3981          is a constant, use the value of that.  */
3982       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3983            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3984           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3985               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3986         src = XEXP (note, 0);
3987       else
3988         src = SET_SRC (bl->init_set);
3989
3990       if (loop_dump_stream)
3991         fprintf (loop_dump_stream,
3992                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3993                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3994
3995       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3996            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3997           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3998         {
3999           bl->initial_value = src;
4000
4001           if (loop_dump_stream)
4002             {
4003               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
4004                 {
4005                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
4006                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
4007                 }
4008               else
4009                 {
4010                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
4011                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4012                 }
4013             }
4014         }
4015       else
4016         {
4017           struct iv_class *bl2 = 0;
4018           rtx increment;
4019
4020           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
4021              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
4022              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
4023              For simplicity, we only handle the case where there is but a
4024              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
4025           if (bl->biv_count == 1
4026               && bl->regno < max_reg_before_loop
4027               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4028               && GET_CODE (src) == PLUS
4029               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
4030               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4031               && ((increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end))
4032                   != NULL_RTX))
4033             {
4034               int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4035
4036               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4037                 if (bl2->regno == regno)
4038                   break;
4039             }
4040
4041           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4042           if (bl2
4043               && bl2->biv_count == 1
4044               && rtx_equal_p (increment,
4045                               biv_total_increment (bl2, loop_start, loop_end))
4046               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4047                  without any intervening labels.  */
4048               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4049                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4050               /* The register from BL2 must be set before the register from
4051                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4052                  the former set.  Currently there can't be any labels
4053                  in-between when biv_toal_increment returns nonzero both times
4054                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4055                  gets used to set always_computable.  */
4056               && ((loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4057                    && no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4058                   || (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4059                                             bl2->biv->insn)
4060                       && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4061               && validate_change (bl->biv->insn,
4062                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4063                                   copy_rtx (src), 0))
4064             {
4065               int loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
4066               rtx dominator = loop_number_cont_dominator[loop_num];
4067               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4068               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4069               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4070
4071               if (loop_dump_stream)
4072                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4073               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4074               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4075               reg_biv_class[bl->regno] = NULL_PTR;
4076               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4077                  before the first giv use.  */
4078               if (dominator
4079                   && ! loop_insn_first_p (dominator, scan_start)
4080                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4081                                           dominator)
4082                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4083                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4084                 {
4085                   rtx p;
4086                   rtx next;
4087
4088                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4089                     {
4090                       if ((GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) == 'i'
4091                            && (reg_mentioned_p (giv, PATTERN (next))
4092                                || reg_set_p (bl2->biv->src_reg, next)))
4093                           || GET_CODE (next) == JUMP_INSN)
4094                         break;
4095 #ifdef HAVE_cc0
4096                       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) != 'i'
4097                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4098 #endif
4099                         dominator = next;
4100                     }
4101                   if (loop_dump_stream)
4102                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4103                              INSN_UID (dominator));
4104                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4105                      and adjusting all luids in the range.  */
4106                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4107                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4108                     p = PREV_INSN (p);
4109                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4110                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4111                      this giv, delete it.  */
4112                   if (single_set (bl->init_insn)
4113                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4114                     delete_insn (bl->init_insn);
4115                 }
4116               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4117                 {
4118                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4119                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4120                     p = PREV_INSN (p);
4121                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4122                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4123                                  INSN_LUID (p));
4124                 }
4125               /* Remove this biv from the chain.  */
4126               if (bl->next)
4127                 {
4128                   /* We move the following giv from *bl->next into *bl.
4129                      We have to update reg_biv_class for that moved biv
4130                      to point to its new address.  */
4131                   *bl = *bl->next;
4132                   reg_biv_class[bl->regno] = bl;
4133                 }
4134               else
4135                 {
4136                   *backbl = 0;
4137                   break;
4138                 }
4139             }
4140
4141           /* If we can't make it a giv,
4142              let biv keep initial value of "itself".  */
4143           else if (loop_dump_stream)
4144             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4145         }
4146     }
4147
4148   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4149      all but the last increment into a giv.  */
4150
4151   /* Get an upper bound for the number of registers
4152      we might have after all bivs have been processed.  */
4153   first_increment_giv = max_reg_num ();
4154   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4155     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4156
4157   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4158      replacements to take place, since this could loose the volatile markers.  */
4159   if (n_extra_increment  && ! loop_has_volatile)
4160     {
4161       int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4162
4163       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4164       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4165       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4166
4167       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4168         {
4169           struct induction **vp, *v, *next;
4170           int biv_dead_after_loop = 0;
4171
4172           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this first.  */
4173           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4174             {
4175               next = v->next_iv;
4176               v->next_iv = bl->biv;
4177               bl->biv = v;
4178             }
4179
4180           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4181              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4182              would mean that we'd be missing an increment for the final
4183              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4184              the first part of the test to set bl->eliminable.
4185              We don't check here if we can calculate the final value, since
4186              this can't succeed if we already know that there is a jump
4187              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4188              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4189              implies that the jump destination is outside the loop.
4190              If we want to make this check more sophisticated, we should
4191              check each branch between v->insn and next->insn individually
4192              to see if the biv is dead at its destination.  */
4193
4194           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4195               && bl->init_insn
4196               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4197               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4198                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4199 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4200               && ! bl->nonneg
4201 #endif
4202               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4203             biv_dead_after_loop = 1;
4204
4205           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4206             {
4207               HOST_WIDE_INT offset;
4208               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn, note;
4209               int old_regno, new_regno;
4210
4211               if (! v->always_executed
4212                   || v->maybe_multiple
4213                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4214                   || ! next->always_executed
4215                   || next->maybe_multiple
4216                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4217                   || v->mult_val != const1_rtx
4218                   || next->mult_val != const1_rtx
4219                   || ! (biv_dead_after_loop
4220                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4221                 {
4222                   vp = &v->next_iv;
4223                   continue;
4224                 }
4225               offset = INTVAL (v->add_val);
4226               set = single_set (v->insn);
4227               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4228               old_reg = v->dest_reg;
4229               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4230
4231               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4232                  have been allocated with some slop space, so we may not
4233                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4234                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4235               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4236                 {
4237                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4238                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4239                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4240                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4241                   VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
4242                 }
4243
4244               if (! validate_change (next->insn, next->location, add_val, 0))
4245                 {
4246                   vp = &v->next_iv;
4247                   continue;
4248                 }
4249
4250               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4251                  it into the uses.  */
4252
4253               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4254
4255               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4256                    p != next->insn;
4257                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4258                 {
4259                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4260                     continue;
4261                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4262                     {
4263                       last_use_insn = p;
4264                     }
4265                 }
4266
4267               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4268                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4269                  of an inner loop, so there is little point in making this
4270                  a DEST_REG giv anyways.  */
4271               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4272                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4273                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4274                 {
4275                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4276                   if (! validate_change (next->insn, next->location,
4277                       next->add_val, 0))
4278                     abort ();
4279                   vp = &v->next_iv;
4280                   continue;
4281                 }
4282               next->add_val = add_val;
4283               v->dest_reg = dest_reg;
4284               v->giv_type = DEST_REG;
4285               v->location = &SET_SRC (set);
4286               v->cant_derive = 0;
4287               v->combined_with = 0;
4288               v->maybe_dead = 0;
4289               v->derive_adjustment = 0;
4290               v->same = 0;
4291               v->ignore = 0;
4292               v->new_reg = 0;
4293               v->final_value = 0;
4294               v->same_insn = 0;
4295               v->auto_inc_opt = 0;
4296               v->unrolled = 0;
4297               v->shared = 0;
4298               v->derived_from = 0;
4299               v->always_computable = 1;
4300               v->always_executed = 1;
4301               v->replaceable = 1;
4302               v->no_const_addval = 0;
4303
4304               old_regno = REGNO (old_reg);
4305               new_regno = REGNO (dest_reg);
4306               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4307               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4308               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4309               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4310               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4311
4312               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4313               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4314
4315               /* If next_insn has a REG_EQUAL note that mentiones OLD_REG,
4316                  it must be replaced.  */
4317               note = find_reg_note (next->insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
4318               if (note && reg_mentioned_p (old_reg, XEXP (note, 0)))
4319                 XEXP (note, 0) = copy_rtx (SET_SRC (single_set (next->insn)));
4320
4321               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4322                  and record it as a giv.  */
4323               *vp = next;
4324               bl->biv_count--;
4325               v->next_iv = bl->giv;
4326               bl->giv = v;
4327               bl->giv_count++;
4328               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4329               bl->total_benefit += v->benefit;
4330
4331               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4332                  the replaced increment and the next increment, and
4333                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4334               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4335                    p != next->insn;
4336                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4337                 {
4338                   rtx note;
4339
4340                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4341                     continue;
4342                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4343                     {
4344                       last_use_insn = p;
4345                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4346                         abort ();
4347                     }
4348                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4349                     {
4350                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4351                         XEXP (note, 0)
4352                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4353                     }
4354                 }
4355
4356               v->last_use = last_use_insn;
4357               v->lifetime = INSN_LUID (v->insn) - INSN_LUID (last_use_insn);
4358               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4359                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4360                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4361               if (v->lifetime == 0)
4362                 v->ignore = 1;
4363
4364               if (loop_dump_stream)
4365                 fprintf (loop_dump_stream,
4366                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4367                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4368             }
4369         }
4370     }
4371   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4372
4373   /* Search the loop for general induction variables.  */
4374
4375   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4376      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4377
4378   not_every_iteration = 0;
4379   loop_depth = 0;
4380   p = scan_start;
4381   while (1)
4382     {
4383       p = NEXT_INSN (p);
4384       /* At end of a straight-in loop, we are done.
4385          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
4386       if (p == scan_start)
4387         break;
4388       if (p == end)
4389         {
4390           if (loop_top != 0)
4391             p = loop_top;
4392           else
4393             break;
4394           if (p == scan_start)
4395             break;
4396         }
4397
4398       /* Look for a general induction variable in a register.  */
4399       if (GET_CODE (p) == INSN
4400           && (set = single_set (p))
4401           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4402           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
4403         {
4404           rtx src_reg;
4405           rtx add_val;
4406           rtx mult_val;
4407           int benefit;
4408           rtx regnote = 0;
4409           rtx last_consec_insn;
4410
4411           dest_reg = SET_DEST (set);
4412           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4413             continue;
4414
4415           if (/* SET_SRC is a giv.  */
4416               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4417                                       &mult_val, 0, &benefit)
4418                /* Equivalent expression is a giv.  */
4419                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4420                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4421                                              &add_val, &mult_val, 0,
4422                                              &benefit)))
4423               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4424                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4425               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4426               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4427               && dest_reg != src_reg
4428               /* This must be the only place where the register is set.  */
4429               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
4430                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4431                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
4432                                                  src_reg, dest_reg,
4433                                                  &add_val, &mult_val,
4434                                                  &last_consec_insn))))
4435             {
4436               struct induction *v
4437                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
4438
4439               /* If this is a library call, increase benefit.  */
4440               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4441                 benefit += libcall_benefit (p);
4442
4443               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4444               if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
4445                 p = last_consec_insn;
4446
4447               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4448                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
4449                           loop_end);
4450
4451             }
4452         }
4453
4454 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4455       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4456       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4457          still does.  */
4458       if (GET_CODE (p) == INSN)
4459         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
4460                        loop_end);
4461 #endif
4462
4463       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4464          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4465       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4466         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4467         update_giv_derive (p);
4468
4469       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4470          on whether they will be executed during each iteration.  */
4471       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4472          code in scan_loop.  */
4473       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4474           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4475              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4476              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4477              will be executed if the loop is executed.  */
4478           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4479                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4480                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4481         {
4482           rtx label = 0;
4483
4484           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4485              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4486              loop_number_exits_labels list.  */
4487
4488           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4489                label;
4490                label = LABEL_NEXTREF (label))
4491             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4492               break;
4493
4494           if (! label)
4495             not_every_iteration = 1;
4496         }
4497
4498       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4499         {
4500           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4501              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4502              even though the exit code has been duplicated.
4503
4504              Insns are also again known to be executed each iteration at
4505              the LOOP_CONT note.  */
4506           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
4507                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
4508               && loop_depth == 0)
4509             not_every_iteration = 0;
4510           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4511             loop_depth++;
4512           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4513             loop_depth--;
4514         }
4515
4516       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4517          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4518          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4519          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4520
4521          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4522          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4523          will be executed each iteration.  */
4524
4525       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4526           && no_labels_between_p (p, loop_end)
4527           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
4528         not_every_iteration = 0;
4529     }
4530
4531   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4532      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4533      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4534      fail if the iteration variable is a giv.  */
4535
4536   loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info);
4537
4538   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4539      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4540      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4541      so that final_giv_value will work correctly.  */
4542
4543   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4544     {
4545       struct induction *v;
4546
4547       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4548         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4549           check_final_value (v, loop_start, loop_end, loop_info->n_iterations);
4550     }
4551
4552   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4553      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4554      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4555   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info);
4556
4557   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4558      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4559      reg_iv_type for a suitable size.  */
4560   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4561   reg_map = (rtx *) alloca (reg_map_size * sizeof (rtx));
4562   bzero ((char *) reg_map, reg_map_size * sizeof (rtx));
4563
4564   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4565      variable elimination.  */
4566
4567   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4568     {
4569       struct induction *v;
4570       int benefit;
4571       int all_reduced;
4572       rtx final_value = 0;
4573       unsigned nregs;
4574
4575       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4576          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4577          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4578          what its final value will be.
4579
4580          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4581          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4582          this biv.  */
4583
4584       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4585          We aren't concerned with any uses of the biv between
4586          init_insn and loop_start since these won't be affected
4587          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4588          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4589          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4590
4591       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4592            && bl->init_insn
4593            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4594            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4595 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4596            && ! bl->nonneg
4597 #endif
4598            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4599           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end,
4600                                               loop_info->n_iterations))
4601 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4602               && ! bl->nonneg
4603 #endif
4604               ))
4605         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4606                                               threshold, insn_count);
4607       else
4608         {
4609           if (loop_dump_stream)
4610             {
4611               fprintf (loop_dump_stream,
4612                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4613                        bl->regno);
4614               fprintf (loop_dump_stream,
4615                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4616                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4617                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4618             }
4619         }
4620
4621       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4622       combine_givs (bl);
4623
4624       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4625          biv have been strength reduced.
4626          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4627       all_reduced = 1;
4628
4629       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4630          it.  Skip giv's combined with others.  */
4631       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4632         {
4633           struct induction *tv;
4634
4635           if (v->ignore || v->same)
4636             continue;
4637
4638           benefit = v->benefit;
4639
4640           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4641              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4642              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4643              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4644              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4645              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4646              a cost.  Similar situations exist.  */
4647           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4648              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4649              be necessary.  */
4650           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4651               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4652             benefit -= copy_cost;
4653
4654           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4655              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4656           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4657
4658           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4659              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4660              This decision can be made independently for each giv.  */
4661
4662 #ifdef AUTO_INC_DEC
4663           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4664              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4665              add_cost that was done above).  */
4666           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4667               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4668             {
4669               if (HAVE_POST_INCREMENT
4670                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4671                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4672               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4673                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4674                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4675               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4676                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4677                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4678               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4679                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4680                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4681             }
4682 #endif
4683
4684           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4685              flag, and clear all_reduced.  */
4686
4687           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4688              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4689              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4690              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4691              exit.  */
4692
4693           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4694               && ! bl->reversed )
4695             {
4696               if (loop_dump_stream)
4697                 fprintf (loop_dump_stream,
4698                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4699                          INSN_UID (v->insn),
4700                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4701               v->ignore = 1;
4702               all_reduced = 0;
4703             }
4704           else
4705             {
4706               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4707                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4708
4709               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4710                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4711                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4712                   {
4713                     if (loop_dump_stream)
4714                       fprintf (loop_dump_stream,
4715                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4716                                INSN_UID (v->insn));
4717                     v->ignore = 1;
4718                     all_reduced = 0;
4719                     break;
4720                   }
4721             }
4722         }
4723
4724       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4725          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4726          dead and should not be used to derive another giv nor to
4727          eliminate a biv.  */
4728       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4729         {
4730           if (v->ignore
4731               || (v->same && v->same->ignore))
4732             continue;
4733
4734           if (v->last_use)
4735             {
4736               struct induction *v1;
4737
4738               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4739                 if (v->last_use == v1->insn)
4740                   v->maybe_dead = 1;
4741             }
4742           else if (v->giv_type == DEST_REG
4743               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4744             {
4745               struct induction *v1;
4746
4747               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4748                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4749                   v->maybe_dead = 1;
4750             }
4751         }
4752
4753       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4754          combinations to reduce register pressure.
4755          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4756          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4757          reallocation here since it allows to check if there are still
4758          more bivs to process.  */
4759       nregs = max_reg_num ();
4760       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4761         {
4762           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4763              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4764           if (bl->next)
4765             nregs += nregs / 4;
4766           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4767           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4768           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4769         }
4770       recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p);
4771
4772       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4773
4774       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4775         {
4776           struct induction *tv;
4777           if (! v->ignore && v->same == 0)
4778             {
4779               int auto_inc_opt = 0;
4780
4781               /* If the code for derived givs immediately below has already
4782                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4783               if (! v->new_reg)
4784                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4785
4786               if (v->derived_from)
4787                 {
4788                   struct induction *d = v->derived_from;
4789
4790                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4791                      to replace it in v->insn now.  */
4792                   if (! d->new_reg)
4793                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4794                   PATTERN (v->insn)
4795                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4796                   PATTERN (v->insn)
4797                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4798                   /* For each place where the biv is incremented, add an
4799                      insn to set the new, reduced reg for the giv.
4800                      We used to do this only for biv_count != 1, but
4801                      this fails when there is a giv after a single biv
4802                      increment, e.g. when the last giv was expressed as
4803                      pre-decrement.  */
4804                   for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4805                     {
4806                       /* We always emit reduced giv increments before the
4807                          biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4808                          emitting the add insns for derived givs after the
4809                          biv increment, they pick up the updated value of
4810                          the reduced giv.
4811                          If the reduced giv is processed with
4812                          auto_inc_opt == 1, then it is incremented earlier
4813                          than the biv, hence we'll still pick up the right
4814                          value.
4815                          If it's processed with auto_inc_opt == -1,
4816                          that implies that the biv increment is before the
4817                          first reduced giv's use.  The derived giv's lifetime
4818                          is after the reduced giv's lifetime, hence in this
4819                          case, the biv increment doesn't matter.  */
4820                       emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)), tv->insn);
4821                     }
4822                   continue;
4823                 }
4824
4825 #ifdef AUTO_INC_DEC
4826               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4827                  this is an address giv, then try to put the increment
4828                  immediately after its use, so that flow can create an
4829                  auto-increment addressing mode.  */
4830               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4831                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4832                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4833                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4834                   && ! bl->reversed
4835                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4836                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4837                 {
4838                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4839                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4840                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4841
4842                      We simplify this by looking for the common case where
4843                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4844                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4845                      increment occurs after the address giv, then we can
4846                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4847                      would have to go before other_giv, and we would not be
4848                      able to combine it with the address giv to get an
4849                      auto-inc address.)  */
4850                   if (v->combined_with)
4851                     {
4852                       struct induction *other_giv = 0;
4853
4854                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4855                         if (tv->same == v)
4856                           {
4857                             if (other_giv)
4858                               break;
4859                             else
4860                               other_giv = tv;
4861                           }
4862                       if (! tv && other_giv
4863                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4864                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4865                               == INSN_UID (v->insn))
4866                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4867                         auto_inc_opt = 1;
4868                     }
4869                   /* Check for case where increment is before the address
4870                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4871                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4872                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4873                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4874                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4875                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4876                                && (INSN_LUID (scan_start)
4877                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4878                     auto_inc_opt = -1;
4879                   else
4880                     auto_inc_opt = 1;
4881
4882 #ifdef HAVE_cc0
4883                   {
4884                     rtx prev;
4885
4886                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4887                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4888                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4889                         || (auto_inc_opt == -1
4890                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4891                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4892                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4893                       auto_inc_opt = 0;
4894                   }
4895 #endif
4896
4897                   if (auto_inc_opt)
4898                     v->auto_inc_opt = 1;
4899                 }
4900 #endif
4901
4902               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4903                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4904               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4905                 {
4906                   rtx insert_before;
4907
4908                   if (! auto_inc_opt)
4909                     insert_before = tv->insn;
4910                   else if (auto_inc_opt == 1)
4911                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4912                   else
4913                     insert_before = v->insn;
4914
4915                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4916                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4917                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4918                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4919                     /* A multiply is acceptable here
4920                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4921                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4922                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4923                 }
4924
4925               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4926
4927               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4928                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4929             }
4930         }
4931
4932       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4933          as not reduced.
4934
4935          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4936          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4937          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4938
4939       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4940         {
4941           if (v->same && v->same->ignore)
4942             v->ignore = 1;
4943
4944           if (v->ignore)
4945             continue;
4946
4947           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4948              replaced.  */
4949           if (v->same)
4950             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4951                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4952
4953           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4954             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4955                this giv.  */
4956             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4957           else if (v->replaceable)
4958             {
4959               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4960
4961 #if 0
4962               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4963                  this is unnecessary now?  */
4964
4965               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4966                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4967
4968                  However, especially when unrolling loops, the special
4969                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4970                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4971                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4972                  We can not delete the original insn, since it may be part
4973                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4974                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4975               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4976                                v->insn);
4977 #endif
4978             }
4979           else
4980             {
4981               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4982                  the reduced giv, same as above.  */
4983               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4984                                v->insn);
4985             }
4986
4987           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4988              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4989              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4990              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4991              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4992           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4993             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4994                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4995           else if (v->final_value)
4996             {
4997               rtx insert_before;
4998
4999               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5000                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5001                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
5002                  since this is slightly more efficient.  */
5003               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5004                 insert_before = loop_start;
5005               else
5006                 insert_before = end_insert_before;
5007               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
5008                                 insert_before);
5009
5010 #if 0
5011               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
5012                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
5013                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
5014                  every insn in the libcall.  Note, however, that
5015                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
5016                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
5017                  matter that the original insn remains because it is dead
5018                  anyways.  */
5019               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
5020                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
5021               delete_insn (v->insn);
5022 #endif
5023             }
5024
5025           if (loop_dump_stream)
5026             {
5027               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
5028                        INSN_UID (v->insn));
5029               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
5030               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5031             }
5032         }
5033
5034       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
5035          merit it.  */
5036
5037       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
5038          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
5039          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
5040          combined with.
5041
5042          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
5043          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
5044          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
5045          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
5046          used from the simpler giv.  */
5047
5048       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5049         if (! v->maybe_dead && v->same)
5050           v->same->maybe_dead = 0;
5051
5052       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
5053          This won't work if ! all_reduced,
5054          since the givs we planned to use might not have been reduced.
5055
5056          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
5057          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
5058          be used as a biv replacement.
5059
5060          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
5061          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
5062          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
5063          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
5064          replace it with a compare with a constant will fail.
5065
5066          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
5067          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
5068          doing so in the rare cases where it can occur.  */
5069
5070       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
5071           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
5072                                   threshold, insn_count))
5073
5074         {
5075           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
5076              or otherwise drop straight in, based on this test, then
5077              we might want to rewrite it also.  This way some later
5078              pass has more hope of removing the initialization of this
5079              biv entirely.  */
5080
5081           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
5082              and we must emit an insn to set it just in case.
5083
5084              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
5085              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
5086              proper final value for such a biv here anyways.  */
5087           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
5088             {
5089               rtx insert_before;
5090
5091               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5092                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5093                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
5094                  loop, since this is slightly more efficient.  */
5095               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5096                 insert_before = loop_start;
5097               else
5098                 insert_before = end_insert_before;
5099
5100               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
5101                                 end_insert_before);
5102             }
5103
5104 #if 0
5105           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
5106              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
5107              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
5108           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
5109              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
5110              will only succeed when there are multiple exits if the biv
5111              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
5112              insn remains, because it is dead anyways.  */
5113           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5114             delete_insn (v->insn);
5115 #endif
5116
5117           if (loop_dump_stream)
5118             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
5119                      bl->regno);
5120         }
5121     }
5122
5123   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5124      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5125
5126   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5127     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5128         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5129       {
5130         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5131         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5132         INSN_CODE (p) = -1;
5133       }
5134
5135   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5136      induction variable information that strength_reduce has already
5137      collected.  */
5138
5139   if (unroll_p)
5140     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
5141                  loop_info, 1);
5142
5143 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5144   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5145   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5146       && flag_branch_on_count_reg)
5147     insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info);
5148 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5149
5150   if (loop_dump_stream)
5151     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5152   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5153   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5154 }
5155 \f
5156 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5157    compared against in an initial test).
5158
5159    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5160    the current insn and the start of the loop.
5161
5162    INSN is the insn containing X.  */
5163
5164 static int
5165 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5166      rtx x;
5167      rtx insn;
5168      int call_seen;
5169      rtx loop_start;
5170 {
5171   if (CONSTANT_P (x))
5172     return 1;
5173
5174   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5175      we know.  */
5176   if (GET_CODE (x) != REG
5177       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5178     return 0;
5179
5180   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5181      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5182   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5183       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5184           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5185     return 0;
5186
5187   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5188      loop.  */
5189   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5190     return 0;
5191
5192   return 1;
5193 }
5194 \f
5195 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5196    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5197    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5198    every loop iteration.  */
5199
5200 static void
5201 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
5202      rtx x;
5203      rtx insn;
5204      int not_every_iteration;
5205      rtx loop_start, loop_end;
5206 {
5207   register int i, j;
5208   register enum rtx_code code;
5209   register char *fmt;
5210
5211   if (x == 0)
5212     return;
5213
5214   code = GET_CODE (x);
5215   switch (code)
5216     {
5217     case REG:
5218     case CONST_INT:
5219     case CONST:
5220     case CONST_DOUBLE:
5221     case SYMBOL_REF:
5222     case LABEL_REF:
5223     case PC:
5224     case CC0:
5225     case ADDR_VEC:
5226     case ADDR_DIFF_VEC:
5227     case USE:
5228     case CLOBBER:
5229       return;
5230
5231     case MEM:
5232       {
5233         rtx src_reg;
5234         rtx add_val;
5235         rtx mult_val;
5236         int benefit;
5237
5238         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5239            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
5240            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5241            this one would not be seen.   */
5242
5243         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5244                                    &mult_val, 1, &benefit))
5245           {
5246             /* Found one; record it.  */
5247             struct induction *v
5248               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5249
5250             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5251                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5252                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
5253
5254             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5255           }
5256       }
5257       return;
5258
5259     default:
5260       break;
5261     }
5262
5263   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5264
5265   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5266   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5267     if (fmt[i] == 'e')
5268       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
5269                      loop_end);
5270     else if (fmt[i] == 'E')
5271       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5272         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5273                        loop_start, loop_end);
5274 }
5275 \f
5276 /* Fill in the data about one biv update.
5277    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5278    allocated by the caller, with alloca.)
5279    INSN is the insn that sets it.
5280    DEST_REG is the biv's reg.
5281
5282    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5283    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5284    being set to INC_VAL.
5285
5286    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5287    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5288    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5289    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5290    executed exactly once per iteration.  */
5291
5292 static void
5293 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5294             not_every_iteration, maybe_multiple)
5295      struct induction *v;
5296      rtx insn;
5297      rtx dest_reg;
5298      rtx inc_val;
5299      rtx mult_val;
5300      rtx *location;
5301      int not_every_iteration;
5302      int maybe_multiple;
5303 {
5304   struct iv_class *bl;
5305
5306   v->insn = insn;
5307   v->src_reg = dest_reg;
5308   v->dest_reg = dest_reg;
5309   v->mult_val = mult_val;
5310   v->add_val = inc_val;
5311   v->location = location;
5312   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5313   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5314   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5315   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5316
5317   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5318      if this is the first incrementation of the reg.  */
5319
5320   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5321   if (bl == 0)
5322     {
5323       /* Create and initialize new iv_class.  */
5324
5325       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5326
5327       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5328       bl->biv = 0;
5329       bl->giv = 0;
5330       bl->biv_count = 0;
5331       bl->giv_count = 0;
5332
5333       /* Set initial value to the reg itself.  */
5334       bl->initial_value = dest_reg;
5335       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5336       bl->init_insn = 0;
5337       bl->init_set = 0;
5338       bl->initial_test = 0;
5339       bl->incremented = 0;
5340       bl->eliminable = 0;
5341       bl->nonneg = 0;
5342       bl->reversed = 0;
5343       bl->total_benefit = 0;
5344
5345       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5346       bl->next = loop_iv_list;
5347       loop_iv_list = bl;
5348
5349       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5350       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5351     }
5352
5353   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5354   v->next_iv = bl->biv;
5355   bl->biv = v;
5356   bl->biv_count++;
5357   if (mult_val == const1_rtx)
5358     bl->incremented = 1;
5359
5360   if (loop_dump_stream)
5361     {
5362       fprintf (loop_dump_stream,
5363                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5364                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5365       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5366         {
5367           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5368           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5369           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5370         }
5371       else
5372         {
5373           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5374           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5375           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5376         }
5377     }
5378 }
5379 \f
5380 /* Fill in the data about one giv.
5381    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5382    allocated by the caller, with alloca.)
5383    INSN is the insn that sets it.
5384    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5385    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5386    into a register or is used as a memory address.
5387
5388    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5389    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5390    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5391    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5392
5393 static void
5394 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5395             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
5396      struct induction *v;
5397      rtx insn;
5398      rtx src_reg;
5399      rtx dest_reg;
5400      rtx mult_val, add_val;
5401      int benefit;
5402      enum g_types type;
5403      int not_every_iteration;
5404      rtx *location;
5405      rtx loop_start, loop_end;
5406 {
5407   struct induction *b;
5408   struct iv_class *bl;
5409   rtx set = single_set (insn);
5410
5411   v->insn = insn;
5412   v->src_reg = src_reg;
5413   v->giv_type = type;
5414   v->dest_reg = dest_reg;
5415   v->mult_val = mult_val;
5416   v->add_val = add_val;
5417   v->benefit = benefit;
5418   v->location = location;
5419   v->cant_derive = 0;
5420   v->combined_with = 0;
5421   v->maybe_multiple = 0;
5422   v->maybe_dead = 0;
5423   v->derive_adjustment = 0;
5424   v->same = 0;
5425   v->ignore = 0;
5426   v->new_reg = 0;
5427   v->final_value = 0;
5428   v->same_insn = 0;
5429   v->auto_inc_opt = 0;
5430   v->unrolled = 0;
5431   v->shared = 0;
5432   v->derived_from = 0;
5433   v->last_use = 0;
5434
5435   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5436      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5437      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5438      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5439      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5440      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5441      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5442
5443   if (type == DEST_ADDR)
5444     v->always_computable = 1;
5445   else
5446     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5447
5448   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5449
5450   if (type == DEST_ADDR)
5451     {
5452       v->mode = GET_MODE (*location);
5453       v->lifetime = 1;
5454     }
5455   else /* type == DEST_REG */
5456     {
5457       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5458
5459       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5460                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5461
5462       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5463          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5464          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5465       if (v->lifetime == 0)
5466         v->ignore = 1;
5467
5468       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5469       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5470     }
5471
5472   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5473
5474   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5475   if (bl)
5476     {
5477       v->next_iv = bl->giv;
5478       bl->giv = v;
5479       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5480          insns that calculate givs.  */
5481       if (type == DEST_REG)
5482         bl->giv_count++;
5483       bl->total_benefit += benefit;
5484     }
5485   else
5486     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5487     abort ();
5488
5489   if (type == DEST_ADDR)
5490     v->replaceable = 1;
5491   else
5492     {
5493       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5494          of the following conditions are true:
5495          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5496            on which the giv is used at all
5497            (there are two ways to deduce this:
5498             either the insn is executed on every iteration,
5499             or all uses follow that insn in the same basic block),
5500          - the giv is not used outside the loop
5501          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5502
5503       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5504           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5505           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
5506           && (! not_every_iteration
5507               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5508         {
5509           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5510              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5511
5512           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5513              and last use of the giv.
5514
5515              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5516              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5517              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5518              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5519              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5520              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5521              using this biv anyways.  */
5522
5523           v->replaceable = 1;
5524           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5525             {
5526               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5527                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5528                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5529                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5530                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5531                 {
5532                   v->replaceable = 0;
5533                   v->not_replaceable = 1;
5534                   break;
5535                 }
5536             }
5537
5538           /* If there are any backwards branches that go from after the
5539              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5540           if (v->replaceable)
5541             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5542               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5543                 {
5544                   v->replaceable = 0;
5545                   v->not_replaceable = 1;
5546                   break;
5547                 }
5548         }
5549       else
5550         {
5551           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5552              decide.  */
5553           v->replaceable = 0;
5554           v->not_replaceable = 0;
5555         }
5556     }
5557
5558   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5559      combine_givs.  */
5560   {
5561     rtx tem = add_val;
5562
5563     v->no_const_addval = 1;
5564     if (tem == const0_rtx)
5565       ;
5566     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5567       v->no_const_addval = 0;
5568     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5569       {
5570         while (1)
5571           {
5572             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5573               tem = XEXP (tem, 0);
5574             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5575               tem = XEXP (tem, 1);
5576             else
5577               break;
5578           }
5579         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5580           v->no_const_addval = 0;
5581       }
5582   }
5583
5584   if (loop_dump_stream)
5585     {
5586       if (type == DEST_REG)
5587         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5588                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5589       else
5590         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5591                  INSN_UID (insn));
5592
5593       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5594                REGNO (src_reg), v->benefit);
5595       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5596                v->lifetime);
5597
5598       if (v->replaceable)
5599         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5600
5601       if (v->no_const_addval)
5602         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5603
5604       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5605         {
5606           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5607           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5608         }
5609       else
5610         {
5611           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5612           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5613         }
5614
5615       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5616         {
5617           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5618           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5619         }
5620       else
5621         {
5622           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5623           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5624         }
5625     }
5626
5627   if (loop_dump_stream)
5628     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5629
5630 }
5631
5632
5633 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5634    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5635    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5636    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5637    have been identified.  */
5638
5639 static void
5640 check_final_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
5641      struct induction *v;
5642      rtx loop_start, loop_end;
5643      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
5644 {
5645   struct iv_class *bl;
5646   rtx final_value = 0;
5647
5648   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5649
5650   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5651      replaceable above in record_giv.  */
5652
5653   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5654      of the following conditions are true:
5655      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5656        on which the giv is used at all
5657        (there are two ways to deduce this:
5658         either the insn is executed on every iteration,
5659         or all uses follow that insn in the same basic block),
5660      - its final value can be calculated (this condition is different
5661        than the one above in record_giv)
5662      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5663
5664 #if 0
5665   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5666   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5667   v->replaceable = 0;
5668 #endif
5669
5670   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations))
5671       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5672     {
5673       int biv_increment_seen = 0;
5674       rtx p = v->insn;
5675       rtx last_giv_use;
5676
5677       v->replaceable = 1;
5678
5679       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5680          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5681          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5682          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5683
5684       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5685          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5686          that sets the giv, and search around the loop until we come
5687          back to that insn again.
5688
5689          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5690          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5691          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5692          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5693          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5694          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5695          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5696
5697       last_giv_use = v->insn;
5698
5699       while (1)
5700         {
5701           p = NEXT_INSN (p);
5702           if (p == loop_end)
5703             p = NEXT_INSN (loop_start);
5704           if (p == v->insn)
5705             break;
5706
5707           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5708               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5709             {
5710               if (biv_increment_seen)
5711                 {
5712                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5713                     {
5714                       v->replaceable = 0;
5715                       v->not_replaceable = 1;
5716                       break;
5717                     }
5718                 }
5719               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5720                 biv_increment_seen = 1;
5721               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5722                 last_giv_use = p;
5723             }
5724         }
5725
5726       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5727          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5728          replaceable.  */
5729
5730       if (v->replaceable)
5731         {
5732           p = v->insn;
5733           while (1)
5734             {
5735               p = NEXT_INSN (p);
5736               if (p == loop_end)
5737                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5738               if (p == last_giv_use)
5739                 break;
5740
5741               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5742                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5743                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5744                        && loop_insn_first_p (loop_start, JUMP_LABEL (p)))
5745                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5746                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop_end))))
5747                 {
5748                   v->replaceable = 0;
5749                   v->not_replaceable = 1;
5750
5751                   if (loop_dump_stream)
5752                     fprintf (loop_dump_stream,
5753                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5754
5755                   break;
5756                 }
5757             }
5758         }
5759
5760       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5761       if (v->replaceable)
5762         v->final_value = final_value;
5763     }
5764
5765   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5766     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5767              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5768 }
5769 \f
5770 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5771
5772    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5773    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5774    another giv.
5775
5776    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5777    derive another giv once a label has been passed.
5778
5779    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5780
5781 static void
5782 update_giv_derive (p)
5783      rtx p;
5784 {
5785   struct iv_class *bl;
5786   struct induction *biv, *giv;
5787   rtx tem;
5788   int dummy;
5789
5790   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5791
5792      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5793      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5794      derive any givs after a label is passed.
5795
5796      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5797      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5798      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5799      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5800      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5801      sub-cases within this case.
5802
5803      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5804      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5805      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5806      this extra tracking doesn't seem worth it).
5807
5808      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5809      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5810      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5811      on the jump again here.
5812
5813      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5814      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5815      the giv cannot derive further givs.  */
5816
5817   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5818     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5819       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5820           || biv->insn == p)
5821         {
5822           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5823             {
5824               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5825                  checking all of these conditions again.  */
5826               if (giv->cant_derive)
5827                 continue;
5828
5829               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5830                  it cannot derive anything.  */
5831               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5832                 giv->cant_derive = 1;
5833
5834               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5835                  they are really invariants.  Also skip those that are
5836                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5837                  any biv update.  */
5838               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5839                 continue;
5840
5841               /* The only way we can allow this giv to derive another
5842                  is if this is a biv increment and we can form the product
5843                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5844                  be able to compute a compensation.  */
5845               else if (biv->insn == p)
5846                 {
5847                   tem = 0;
5848
5849                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5850                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5851                                                            biv->add_val,
5852                                                            giv->mult_val),
5853                                              &dummy);
5854
5855                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5856                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem,
5857                                                            giv->derive_adjustment),
5858                                              &dummy);
5859                   if (tem)
5860                     giv->derive_adjustment = tem;
5861                   else
5862                     giv->cant_derive = 1;
5863                 }
5864               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5865                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5866                 giv->cant_derive = 1;
5867             }
5868         }
5869 }
5870 \f
5871 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5872    X is the source of insn P, or a part of it.
5873    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5874
5875    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5876    We accept patterns of these forms:
5877      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5878      REG = INVARIANT + REG
5879
5880    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5881    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5882    we found the additive term into *LOCATION.
5883
5884    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5885    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5886
5887    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5888    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5889    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5890    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5891    into the variable.
5892
5893    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5894    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5895    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5896    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5897
5898    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5899    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5900    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5901    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5902    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5903    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5904    not ZERO_EXTEND.
5905
5906    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5907
5908 static int
5909 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5910      register rtx x;
5911      enum machine_mode mode;
5912      rtx p;
5913      rtx dest_reg;
5914      rtx *inc_val;
5915      rtx *mult_val;
5916      rtx **location;
5917 {
5918   register enum rtx_code code;
5919   rtx *argp, arg;
5920   rtx insn, set = 0;
5921
5922   code = GET_CODE (x);
5923   switch (code)
5924     {
5925     case PLUS:
5926       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5927           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5928               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5929               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5930         {
5931           argp = &XEXP (x, 1);
5932         }
5933       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5934                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5935                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5936                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5937         {
5938           argp = &XEXP (x, 0);
5939         }
5940       else
5941         return 0;
5942
5943       arg = *argp;
5944       if (invariant_p (arg) != 1)
5945         return 0;
5946
5947       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5948       *mult_val = const1_rtx;
5949       *location = argp;
5950       return 1;
5951
5952     case SUBREG:
5953       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5954          value.  */
5955       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5956         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5957                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5958       return 0;
5959
5960     case REG:
5961       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5962          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5963
5964       insn = p;
5965       while (1)
5966         {
5967           do {
5968             insn = PREV_INSN (insn);
5969           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5970                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5971
5972           if (!insn)
5973             break;
5974           set = single_set (insn);
5975           if (set == 0)
5976             break;
5977
5978           if ((SET_DEST (set) == x
5979                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5980                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5981                        <= UNITS_PER_WORD)
5982                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
5983               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
5984                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5985                                        ? GET_MODE (x)
5986                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5987                                       dest_reg, insn,
5988                                       inc_val, mult_val, location))
5989             return 1;
5990         }
5991       /* ... fall through ...  */
5992
5993       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5994          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5995          as a biv of the outer loop,
5996          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5997     case MEM:
5998       if (invariant_p (x) != 1)
5999         return 0;
6000     case CONST_INT:
6001     case SYMBOL_REF:
6002     case CONST:
6003       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
6004          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
6005          would be a useful iterator anyways.  */
6006       if (loops_enclosed == 1
6007           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
6008           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
6009         {
6010           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
6011           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
6012           *mult_val = const0_rtx;
6013           return 1;
6014         }
6015       else
6016         return 0;
6017
6018     case SIGN_EXTEND:
6019       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6020                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
6021
6022     case ASHIFTRT:
6023       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
6024       for (insn = PREV_INSN (p);
6025            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6026             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6027            insn = PREV_INSN (insn))
6028         ;
6029
6030       if (insn)
6031         set = single_set (insn);
6032
6033       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
6034           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
6035           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
6036           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
6037           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
6038         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
6039                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6040                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
6041                                     location);
6042       return 0;
6043
6044     default:
6045       return 0;
6046     }
6047 }
6048 \f
6049 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
6050    function   of a basic induction variable,
6051    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
6052    The coefficients can be any loop invariant quantity.
6053    A giv need not be computed directly from the biv;
6054    it can be computed by way of other givs.  */
6055
6056 /* Determine whether X computes a giv.
6057    If it does, return a nonzero value
6058      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6059    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6060    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6061      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6062
6063 static int
6064 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
6065      rtx x;
6066      rtx *src_reg;
6067      rtx *add_val;
6068      rtx *mult_val;
6069      int is_addr;
6070      int *pbenefit;
6071 {
6072   rtx orig_x = x;
6073   char *storage;
6074
6075   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6076   if (invariant_p (x) == 1)
6077     return 0;
6078
6079   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6080      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6081   storage = (char *) oballoc (0);
6082   *pbenefit = 0;
6083   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
6084   if (x == 0)
6085     {
6086       obfree (storage);
6087       return 0;
6088     }
6089
6090   switch (GET_CODE (x))
6091     {
6092     case USE:
6093     case CONST_INT:
6094       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6095          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6096          with.  */
6097       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6098       *mult_val = const0_rtx;
6099       *add_val = x;
6100       break;
6101
6102     case REG:
6103       /* This is equivalent to a BIV.  */
6104       *src_reg = x;
6105       *mult_val = const1_rtx;
6106       *add_val = const0_rtx;
6107       break;
6108
6109     case PLUS:
6110       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6111          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6112       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6113         {
6114           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6115           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6116         }
6117       else
6118         {
6119           *src_reg = XEXP (x, 0);
6120           *mult_val = const1_rtx;
6121         }
6122       *add_val = XEXP (x, 1);
6123       break;
6124
6125     case MULT:
6126       /* ADD_VAL is zero.  */
6127       *src_reg = XEXP (x, 0);
6128       *mult_val = XEXP (x, 1);
6129       *add_val = const0_rtx;
6130       break;
6131
6132     default:
6133       abort ();
6134     }
6135
6136   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6137      unless they are CONST_INT).  */
6138   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6139     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6140   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6141     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6142
6143   if (is_addr)
6144     {
6145 #ifdef ADDRESS_COST
6146       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6147 #else
6148       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6149 #endif
6150     }
6151   else
6152     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6153
6154   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6155      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
6156      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
6157   return 1;
6158 }
6159 \f
6160 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6161    We will canonicalize it to be of the form
6162         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6163               (invar_2))
6164    with possible degeneracies.
6165
6166    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6167    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6168    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6169    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6170
6171    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6172    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6173    returns 0.
6174
6175    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6176    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
6177
6178    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6179
6180 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6181 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
6182
6183 static rtx
6184 simplify_giv_expr (x, benefit)
6185      rtx x;
6186      int *benefit;
6187 {
6188   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6189   rtx arg0, arg1;
6190   rtx tem;
6191
6192   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6193      mode, this can't be a giv.  */
6194   if (mode != VOIDmode
6195       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6196           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6197     return NULL_RTX;
6198
6199   switch (GET_CODE (x))
6200     {
6201     case PLUS:
6202       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6203       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6204       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6205         return NULL_RTX;
6206
6207       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6208       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6209            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6210           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6211                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6212                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6213         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6214
6215       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6216       if (arg1 == const0_rtx)
6217         return arg0;
6218       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6219         switch (GET_CODE (arg0))
6220           {
6221           case CONST_INT:
6222           case USE:
6223             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6224                addition operation inside a USE and return it.  */
6225             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6226               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6227             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6228               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6229
6230             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6231               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6232             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6233               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6234             else
6235               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6236
6237             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6238               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6239             return tem;
6240
6241           case REG:
6242           case MULT:
6243             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6244             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6245
6246           case PLUS:
6247             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6248             return simplify_giv_expr (
6249                 gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 0),
6250                               gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 1), arg1)),
6251                 benefit);
6252
6253           default:
6254             abort ();
6255           }
6256
6257       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6258          MULT to reduce cases.  */
6259       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6260         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6261       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6262         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6263
6264       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6265          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6266          Recurse to associate the second PLUS.  */
6267       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6268         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6269
6270       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6271           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6272                                                   gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6273                                                                 XEXP (arg1, 0)),
6274                                                   XEXP (arg1, 1)),
6275                                     benefit);
6276
6277       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6278       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6279         return NULL_RTX;
6280
6281       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6282         return NULL_RTX;
6283
6284       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6285                                               XEXP (arg0, 0),
6286                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6287                                                             XEXP (arg0, 1),
6288                                                             XEXP (arg1, 1))),
6289                                 benefit);
6290
6291     case MINUS:
6292       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6293       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6294                                               XEXP (x, 0),
6295                                               gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 1),
6296                                                             constm1_rtx)),
6297                                 benefit);
6298
6299     case MULT:
6300       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6301       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6302       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6303         return NULL_RTX;
6304
6305       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6306       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6307           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6308         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6309
6310       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6311       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6312         return NULL_RTX;
6313
6314       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6315       if (arg1 == const0_rtx)
6316         return const0_rtx;
6317
6318       else if (arg1 == const1_rtx)
6319         return arg0;
6320
6321       switch (GET_CODE (arg0))
6322         {
6323         case REG:
6324           /* biv * invar.  Done.  */
6325           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6326
6327         case CONST_INT:
6328           /* Product of two constants.  */
6329           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6330
6331         case USE:
6332           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will
6333              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6334           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6335             return NULL_RTX;
6336
6337           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6338           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6339             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6340           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6341                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6342                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6343             {
6344               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6345                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6346                                            * INTVAL (arg1)));
6347             }
6348           else
6349             return NULL_RTX;
6350           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6351
6352         case MULT:
6353           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6354           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6355                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6356                                                                 XEXP (arg0, 1),
6357                                                                 arg1)),
6358                                     benefit);
6359
6360         case PLUS:
6361           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6362           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6363                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6364                                                                 XEXP (arg0, 0),
6365                                                                 arg1),
6366                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6367                                                                 XEXP (arg0, 1),
6368                                                                 arg1)),
6369                                     benefit);
6370
6371         default:
6372           abort ();
6373         }
6374
6375     case ASHIFT:
6376       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6377       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6378         return 0;
6379
6380       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6381                                               XEXP (x, 0),
6382                                               GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6383                                                        << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6384                                 benefit);
6385
6386     case NEG:
6387       /* "-a" is "a * (-1)" */
6388       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6389                                 benefit);
6390
6391     case NOT:
6392       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6393       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
6394                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6395                                                const1_rtx),
6396                                 benefit);
6397
6398     case USE:
6399       /* Already in proper form for invariant.  */
6400       return x;
6401
6402     case REG:
6403       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6404       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6405         return 0;
6406
6407       /* Check for biv or giv.  */
6408       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6409         {
6410         case BASIC_INDUCT:
6411           return x;
6412         case GENERAL_INDUCT:
6413           {
6414             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6415
6416             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6417                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6418             *benefit += v->benefit;
6419             if (v->cant_derive)
6420               return 0;
6421
6422             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode, v->src_reg,
6423                                                     v->mult_val),
6424                            v->add_val);
6425             if (v->derive_adjustment)
6426               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6427             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
6428           }
6429
6430         default:
6431           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6432              may be able to simplify things further by looking through
6433              the bits we just moved outside the loop.  */
6434           if (invariant_p (x) == 1)
6435             {
6436               struct movable *m;
6437
6438               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6439                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6440                   {
6441                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6442
6443                     /* If we match another movable, we must use that, as
6444                        this one is going away.  */
6445                     if (m->match)
6446                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
6447
6448                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6449                        instructions that were moved together.  We handle this
6450                        case only to the point of seeking to the last insn and
6451                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6452                     if (m->consec != 0)
6453                       {
6454                         int i = m->consec;
6455                         tem = m->insn;
6456                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6457
6458                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6459                         if (tem)
6460                           tem = XEXP (tem, 0);
6461                       }
6462                     else
6463                       {
6464                         tem = single_set (m->insn);
6465                         if (tem)
6466                           tem = SET_SRC (tem);
6467                       }
6468
6469                     if (tem)
6470                       {
6471                         /* What we are most interested in is pointer
6472                            arithmetic on invariants -- only take
6473                            patterns we may be able to do something with.  */
6474                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6475                             || GET_CODE (tem) == MULT
6476                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6477                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6478                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6479                           {
6480                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
6481                             if (tem)
6482                               return tem;
6483                           }
6484                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6485                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6486                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6487                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6488                           {
6489                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
6490                             if (tem)
6491                               return tem;
6492                           }
6493                       }
6494                     break;
6495                   }
6496             }
6497           break;
6498         }
6499
6500       /* Fall through to general case.  */
6501     default:
6502       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6503          Otherwise, not giv.  */
6504       if (GET_CODE (x) == USE)
6505         x = XEXP (x, 0);
6506
6507       if (invariant_p (x) == 1)
6508         {
6509           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6510             return x;
6511           if (GET_CODE (x) == CONST
6512               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6513               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6514               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6515             x = XEXP (x, 0);
6516           return gen_rtx_USE (mode, x);
6517         }
6518       else
6519         return 0;
6520     }
6521 }
6522
6523 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6524    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6525
6526 static rtx
6527 sge_plus_constant (x, c)
6528      rtx x, c;
6529 {
6530   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6531     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6532   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6533     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6534   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6535     {
6536       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6537                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6538     }
6539   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6540            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6541     {
6542       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6543                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6544     }
6545   else
6546     {
6547       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6548                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6549     }
6550 }
6551
6552 static rtx
6553 sge_plus (mode, x, y)
6554      enum machine_mode mode;
6555      rtx x, y;
6556 {
6557   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6558     {
6559       rtx a = XEXP (y, 0);
6560       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6561         x = sge_plus_constant (x, a);
6562       else
6563         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6564       y = XEXP (y, 1);
6565     }
6566   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6567     x = sge_plus_constant (x, y);
6568   else
6569     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6570   return x;
6571 }
6572 \f
6573 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6574    for example,
6575       giv = biv * M
6576       giv = giv + A
6577    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6578    we check that all other insns that set the same register follow
6579    immediately after P, that they alter nothing else,
6580    and that the result of the last is still a giv.
6581
6582    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6583    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6584    all the consecutive insns that compute the value.
6585
6586    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6587    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6588
6589    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6590    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6591
6592 static int
6593 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6594                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6595      int first_benefit;
6596      rtx p;
6597      rtx src_reg;
6598      rtx dest_reg;
6599      rtx *add_val;
6600      rtx *mult_val;
6601      rtx *last_consec_insn;
6602 {
6603   int count;
6604   enum rtx_code code;
6605   int benefit;
6606   rtx temp;
6607   rtx set;
6608
6609   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6610      each insn of the multi-insn sequence.
6611
6612      This induction structure will be used only by the call to
6613      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6614      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6615      a new induction structure.  */
6616   struct induction *v
6617     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6618   v->src_reg = src_reg;
6619   v->mult_val = *mult_val;
6620   v->add_val = *add_val;
6621   v->benefit = first_benefit;
6622   v->cant_derive = 0;
6623   v->derive_adjustment = 0;
6624
6625   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6626   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6627
6628   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6629
6630   while (count > 0)
6631     {
6632       p = NEXT_INSN (p);
6633       code = GET_CODE (p);
6634
6635       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6636       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6637         p = XEXP (temp, 0);
6638
6639       if (code == INSN
6640           && (set = single_set (p))
6641           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6642           && SET_DEST (set) == dest_reg
6643           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6644                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6645               /* Giv created by equivalent expression.  */
6646               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6647                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6648                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6649           && src_reg == v->src_reg)
6650         {
6651           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6652             benefit += libcall_benefit (p);
6653
6654           count--;
6655           v->mult_val = *mult_val;
6656           v->add_val = *add_val;
6657           v->benefit = benefit;
6658         }
6659       else if (code != NOTE)
6660         {
6661           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6662              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6663              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6664           if (code == INSN
6665               && (set = single_set (p))
6666               && SET_DEST (set) != dest_reg
6667               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6668             continue;
6669
6670           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6671           return 0;
6672         }
6673     }
6674
6675   *last_consec_insn = p;
6676   return v->benefit;
6677 }
6678 \f
6679 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6680    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6681    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6682
6683    To perform the computation, we note that
6684         G1 = x * v + a          and
6685         G2 = y * v + b
6686    where `v' is the biv.
6687
6688    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6689
6690    Note that MULT = y/x.
6691
6692    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6693    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6694    subtracting variables.  */
6695
6696 static rtx
6697 express_from_1 (a, b, mult)
6698      rtx a, b, mult;
6699 {
6700   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6701
6702   if (mult == const0_rtx)
6703     return b;
6704
6705   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6706      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6707      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6708      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6709
6710   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6711     return NULL_RTX;
6712
6713   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6714      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6715      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6716      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6717      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6718
6719   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6720     {
6721       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6722
6723       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6724       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6725         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6726
6727       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6728       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6729         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6730
6731       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6732         /* We matched: remove one reg completely.  */
6733         a = oa, b = ob;
6734       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6735         /* An alternate match.  */
6736         a = oa, b = rb;
6737       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6738         /* An alternate match.  */
6739         a = ra, b = ob;
6740       else
6741         {
6742           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6743              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6744           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6745           if (ob == NULL_RTX)
6746             return NULL_RTX;
6747           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6748         }
6749     }
6750
6751   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6752      get rid of everything but a constant.  */
6753
6754   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6755     {
6756       rtx ra, oa;
6757
6758       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6759       if (rtx_equal_p (oa, b))
6760         oa = ra;
6761       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6762         return NULL_RTX;
6763
6764       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6765         return NULL_RTX;
6766
6767       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6768     }
6769   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6770     {
6771       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6772     }
6773   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6774     {
6775       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6776         return XEXP (b, 1);
6777       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6778         return XEXP (b, 0);
6779       else
6780         return NULL_RTX;
6781     }
6782   else if (rtx_equal_p (a, b))
6783     return const0_rtx;
6784
6785   return NULL_RTX;
6786 }
6787
6788 rtx
6789 express_from (g1, g2)
6790      struct induction *g1, *g2;
6791 {
6792   rtx mult, add;
6793
6794   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6795      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6796      for notation) is also an integer.  */
6797   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6798       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6799     {
6800       if (g1->mult_val == const0_rtx
6801           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6802         return NULL_RTX;
6803       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6804     }
6805   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6806     mult = const1_rtx;
6807   else
6808     {
6809       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6810       return NULL_RTX;
6811     }
6812
6813   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6814   if (add == NULL_RTX)
6815     return NULL_RTX;
6816
6817   /* Form simplified final result.  */
6818   if (mult == const0_rtx)
6819     return add;
6820   else if (mult == const1_rtx)
6821     mult = g1->dest_reg;
6822   else
6823     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6824
6825   if (add == const0_rtx)
6826     return mult;
6827   else
6828     {
6829       if (GET_CODE (add) == PLUS
6830           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6831         {
6832           rtx tem = XEXP (add, 1);
6833           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6834           add = tem;
6835         }
6836
6837       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6838     }
6839
6840 }
6841 \f
6842 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6843    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6844    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6845    used to represent G1.  */
6846
6847 static rtx
6848 combine_givs_p (g1, g2)
6849      struct induction *g1, *g2;
6850 {
6851   rtx tem = express_from (g1, g2);
6852
6853   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6854      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6855      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6856   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6857      combination to be the other way round.  */
6858   if (tem == g1->dest_reg
6859       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6860     {
6861       return g1->dest_reg;
6862     }
6863
6864   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6865      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6866      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6867   if (tem != NULL_RTX
6868       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6869       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6870       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6871          will always be a register, and so anything more complicated
6872          gets discarded.  */
6873 #if 0
6874 #ifdef ADDRESS_COST
6875       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6876 #else
6877       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6878 #endif
6879 #endif
6880       )
6881     {
6882       return tem;
6883     }
6884
6885   return NULL_RTX;
6886 }
6887 \f
6888 struct combine_givs_stats
6889 {
6890   int giv_number;
6891   int total_benefit;
6892 };
6893
6894 static int
6895 cmp_combine_givs_stats (x, y)
6896      struct combine_givs_stats *x, *y;
6897 {
6898   int d;
6899   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6900   /* Stabilize the sort.  */
6901   if (!d)
6902     d = x->giv_number - y->giv_number;
6903   return d;
6904 }
6905
6906 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6907    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6908    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6909    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6910
6911 static void
6912 combine_givs (bl)
6913      struct iv_class *bl;
6914 {
6915   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
6916   const int extra_benefit = 3;
6917
6918   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6919   int i, j, k, giv_count;
6920   struct combine_givs_stats *stats;
6921   rtx *can_combine;
6922
6923   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6924   giv_count = 0;
6925   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6926     if (!g1->ignore)
6927       giv_count++;
6928
6929   giv_array
6930     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6931   i = 0;
6932   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6933     if (!g1->ignore)
6934       giv_array[i++] = g1;
6935
6936   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
6937   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
6938
6939   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6940   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6941
6942   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6943     {
6944       int this_benefit;
6945       rtx single_use;
6946
6947       g1 = giv_array[i];
6948       stats[i].giv_number = i;
6949
6950       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
6951          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
6952          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
6953          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
6954          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
6955          be seen elsewhere as well.  */
6956       if (g1->giv_type == DEST_REG
6957           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
6958           && single_use != const0_rtx)
6959         continue;
6960
6961       this_benefit = g1->benefit;
6962       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6963       if (g1->no_const_addval)
6964         this_benefit += 1;
6965
6966       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6967         {
6968           rtx this_combine;
6969
6970           g2 = giv_array[j];
6971           if (g1 != g2
6972               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
6973             {
6974               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
6975               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
6976             }
6977         }
6978       stats[i].total_benefit = this_benefit;
6979     }
6980
6981   /* Iterate, combining until we can't.  */
6982 restart:
6983   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
6984
6985   if (loop_dump_stream)
6986     {
6987       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
6988       for (k = 0; k < giv_count; k++)
6989         {
6990           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
6991           if (!g1->combined_with && !g1->same)
6992             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
6993                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
6994                      stats[k].total_benefit);
6995         }
6996       putc ('\n', loop_dump_stream);
6997     }
6998
6999   for (k = 0; k < giv_count; k++)
7000     {
7001       int g1_add_benefit = 0;
7002
7003       i = stats[k].giv_number;
7004       g1 = giv_array[i];
7005
7006       /* If it has already been combined, skip.  */
7007       if (g1->combined_with || g1->same)
7008         continue;
7009
7010       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7011         {
7012           g2 = giv_array[j];
7013           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
7014               /* If it has already been combined, skip.  */
7015               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
7016             {
7017               int l;
7018
7019               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
7020               g2->same = g1;
7021               g1->combined_with++;
7022               g1->lifetime += g2->lifetime;
7023
7024               g1_add_benefit += g2->benefit;
7025
7026               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
7027                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
7028                  longer be necessary.  */
7029               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
7030                 g1_add_benefit -= copy_cost;
7031
7032               /* To help optimize the next set of combinations, remove
7033                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
7034               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
7035                 {
7036                   int m = stats[l].giv_number;
7037                   if (can_combine[m*giv_count + j])
7038                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
7039                 }
7040
7041               if (loop_dump_stream)
7042                 fprintf (loop_dump_stream,
7043                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
7044                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
7045             }
7046         }
7047
7048       /* To help optimize the next set of combinations, remove
7049          this giv from the benefits of other potential mates.  */
7050       if (g1->combined_with)
7051         {
7052           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
7053             {
7054               int m = stats[j].giv_number;
7055               if (can_combine[m*giv_count + i])
7056                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7057             }
7058
7059           g1->benefit += g1_add_benefit;
7060
7061           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7062              Restart the combination so that proper weights for the
7063              rest of the givs are properly taken into account.  */
7064           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7065              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7066              can_combine is tricky.  */
7067           goto restart;
7068         }
7069     }
7070 }
7071 \f
7072 struct recombine_givs_stats
7073 {
7074   int giv_number;
7075   int start_luid, end_luid;
7076 };
7077
7078 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7079    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7080    used in reverse.  */
7081 static int
7082 cmp_recombine_givs_stats (x, y)
7083      struct recombine_givs_stats *x, *y;
7084 {
7085   int d;
7086   d = y->start_luid - x->start_luid;
7087   /* Stabilize the sort.  */
7088   if (!d)
7089     d = y->giv_number - x->giv_number;
7090   return d;
7091 }
7092
7093 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7094    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7095    yet to unlock the search for the end of its life.
7096    Only consider givs that belong to BIV.
7097    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7098 static int
7099 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7100      rtx x, insn, biv;
7101      struct recombine_givs_stats *stats;
7102 {
7103   enum rtx_code code;
7104   char *fmt;
7105   int i, j;
7106   int retval;
7107
7108   code = GET_CODE (x);
7109   switch (code)
7110     {
7111     case SET:
7112       {
7113         rtx reg = SET_DEST (x);
7114         if (GET_CODE (reg) == REG)
7115           {
7116             int regno = REGNO (reg);
7117             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7118
7119             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7120                 && ! v->ignore
7121                 && v->src_reg == biv
7122                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7123               {
7124                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7125                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7126                    We must not predicate this code on a start_luid match
7127                    since that would make the test fail for givs that have
7128                    been hoisted out of inner loops.  */
7129                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7130                   {
7131                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7132                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7133                   }
7134                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7135                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7136               }
7137             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7138           }
7139         break;
7140       }
7141     case REG:
7142       {
7143         int regno = REGNO (x);
7144         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7145
7146         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7147             && ! v->ignore
7148             && v->src_reg == biv
7149             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7150           {
7151             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7152               insn = NEXT_INSN (insn);
7153             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7154             return 1;
7155           }
7156         return 0;
7157       }
7158     case LABEL_REF:
7159     case CONST_DOUBLE:
7160     case CONST_INT:
7161     case CONST:
7162       return 0;
7163     default:
7164       break;
7165     }
7166   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7167   retval = 0;
7168   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7169     {
7170       if (fmt[i] == 'e')
7171         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7172
7173       else if (fmt[i] == 'E')
7174         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7175           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7176     }
7177   return retval;
7178 }
7179
7180 /* For each giv that has been combined with another, look if
7181    we can combine it with the most recently used one instead.
7182    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7183    try to derive givs from other givs.  */
7184 static void
7185 recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p)
7186      struct iv_class *bl;
7187      rtx loop_start, loop_end;
7188      int unroll_p;
7189 {
7190   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7191   struct recombine_givs_stats *stats;
7192   int giv_count;
7193   int i, rescan;
7194   int ends_need_computing;
7195
7196   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7197     {
7198       if (! v->ignore)
7199         giv_count++;
7200     }
7201   giv_array
7202     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7203   stats = (struct recombine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof *stats);
7204
7205   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7206      the corresponding index into stats.  */
7207   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7208     {
7209       rtx p;
7210
7211       if (v->ignore)
7212         continue;
7213       giv_array[i] = v;
7214       stats[i].giv_number = i;
7215       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7216          the previous insn.  */
7217       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7218         p = PREV_INSN (p);
7219       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7220       v->ix = i;
7221       i++;
7222     }
7223
7224   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7225
7226   /* Do the actual most-recently-used recombination.  */
7227   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7228     {
7229       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7230       if (v->same)
7231         {
7232           struct induction *old_same = v->same;
7233           rtx new_combine;
7234
7235           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7236              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7237              that could otherwise be eliminated.  */
7238           if (last_giv
7239               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7240                   || ! last_giv->maybe_dead
7241                   || last_giv->combined_with)
7242               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7243             {
7244               old_same->combined_with--;
7245               v->new_reg = new_combine;
7246               v->same = last_giv;
7247               last_giv->combined_with++;
7248               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7249                  already decided what to reduce.  */
7250
7251               if (loop_dump_stream)
7252                 {
7253                   fprintf (loop_dump_stream,
7254                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7255                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7256                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7257                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7258                 }
7259               continue;
7260             }
7261           v = v->same;
7262         }
7263       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7264         continue;
7265       if (! last_giv
7266           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7267           || ! v->maybe_dead
7268           || v->combined_with)
7269         last_giv = v;
7270     }
7271
7272   ends_need_computing = 0;
7273   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7274      lifetime ends from regscan info.  */
7275   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7276     {
7277       if (v->ignore)
7278         continue;
7279       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7280         {
7281           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7282              givs.  */
7283           rtx p;
7284           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7285             p = PREV_INSN (p);
7286           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7287           if (p != v->insn)
7288             stats[i].end_luid++;
7289         }
7290       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7291         {
7292           if (v->last_use)
7293             {
7294               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7295               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7296             }
7297           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7298             {
7299               rtx p;
7300               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7301                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7302                  when we see the first set.  But we do know that there will
7303                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7304                  we'll start looking for the last use right away.  */
7305               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7306                 p = PREV_INSN (p);
7307               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7308               stats[i].end_luid = 0;
7309               ends_need_computing++;
7310             }
7311           else
7312             {
7313               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7314               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7315               rtx p = v->insn;
7316
7317               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7318                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7319                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7320                  last use properly.  */
7321               while (count)
7322                 {
7323                   p = prev_nonnote_insn (p);
7324                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7325                   count--;
7326                 }
7327
7328               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7329               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7330                 {
7331                   stats[i].end_luid = -1;
7332                   ends_need_computing++;
7333                 }
7334               else
7335                 {
7336                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7337                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop_end))
7338                     {
7339                       stats[i].end_luid = -1;
7340                       ends_need_computing++;
7341                     }
7342                 }
7343             }
7344         }
7345       i++;
7346     }
7347
7348   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7349      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7350   if (ends_need_computing)
7351     {
7352       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7353       rtx p = loop_end;
7354
7355       do
7356         {
7357           if (p == loop_start)
7358             p = loop_end;
7359           p = PREV_INSN (p);
7360           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7361             continue;
7362           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7363         }
7364       while (ends_need_computing);
7365     }
7366
7367   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7368      more combinations.  */
7369   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7370     {
7371       if (v->ignore)
7372         continue;
7373       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7374         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7375       i++;
7376     }
7377
7378   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7379   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7380     {
7381       unsigned luid;
7382       int j;
7383
7384       if (v->ignore)
7385         continue;
7386       if (v->same && ! v->same->ignore)
7387         {
7388           j = v->same->ix;
7389           luid = stats[i].start_luid;
7390           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7391           if (luid - stats[j].start_luid
7392               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7393             stats[j].end_luid = luid;
7394         }
7395       i++;
7396     }
7397
7398   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7399
7400   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7401      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7402      pressure.
7403      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7404      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7405      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7406      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7407      index for this giv (unless rescan is already set).
7408      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7409      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7410      LAST_GIV.  */
7411   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7412     {
7413       int life_start, life_end;
7414
7415       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7416         {
7417           rtx sum;
7418
7419           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7420           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7421             continue;
7422           if (! last_giv)
7423             {
7424               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7425                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7426               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7427                 {
7428                   last_giv = v;
7429                   life_start = stats[i].start_luid;
7430                   life_end = stats[i].end_luid;
7431                 }
7432               continue;
7433             }
7434           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7435           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7436                >= (unsigned) life_end - life_start)
7437               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7438                   > (unsigned) life_end - life_start)
7439               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7440                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7441                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7442                   pressure.
7443                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7444               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop_start)
7445                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop_start))
7446               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7447               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7448               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7449               /* We would really like to know if for any giv that v
7450                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7451                  dominates that combined giv.  However, we
7452                  don't have this detailed control flow information.
7453                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7454                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7455                  validity of last_giv.
7456                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7457                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7458                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7459                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7460               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7461               && (sum = express_from (last_giv, v))
7462               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7463                  doesn't take different costs of registers and constants into
7464                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7465               && (rtx_cost (sum, SET)
7466                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7467               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7468                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7469               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7470                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7471                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7472                   || ! unroll_p)
7473               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7474                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7475             {
7476               v->derived_from = last_giv;
7477               life_end = stats[i].end_luid;
7478
7479               if (loop_dump_stream)
7480                 {
7481                   fprintf (loop_dump_stream,
7482                            "giv at %d derived from %d as ",
7483                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7484                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7485                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7486                 }
7487             }
7488           else if (rescan < 0)
7489             rescan = i;
7490         }
7491     }
7492 }
7493 \f
7494 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7495
7496 void
7497 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7498      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7499      rtx m;          /* multiplicative constant */
7500      rtx a;          /* additive constant */
7501      rtx reg;        /* destination register */
7502      rtx insert_before;
7503 {
7504   rtx seq;
7505   rtx result;
7506
7507   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7508   a = copy_rtx (a);
7509   b = copy_rtx (b);
7510
7511   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7512   update_reg_last_use (a, insert_before);
7513   update_reg_last_use (b, insert_before);
7514   update_reg_last_use (m, insert_before);
7515
7516   start_sequence ();
7517   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7518   if (reg != result)
7519     emit_move_insn (reg, result);
7520   seq = gen_sequence ();
7521   end_sequence ();
7522
7523   emit_insn_before (seq, insert_before);
7524
7525   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new
7526      registers.  Iterate over the sequence we just created and
7527      record them all.  */
7528
7529   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7530     {
7531       int i;
7532       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7533         {
7534           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7535           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7536             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7537         }
7538     }
7539   else if (GET_CODE (seq) == SET
7540            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7541     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7542 }
7543 \f
7544 /* Test whether A * B can be computed without
7545    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7546
7547 static int
7548 product_cheap_p (a, b)
7549      rtx a;
7550      rtx b;
7551 {
7552   int i;
7553   rtx tmp;
7554   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7555   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7556   int win = 1;
7557
7558   /* If only one is constant, make it B.  */
7559   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7560     tmp = a, a = b, b = tmp;
7561
7562   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7563   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7564     return 1;
7565
7566   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7567   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7568     return 0;
7569
7570   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7571      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7572      of insns is generated.  */
7573
7574   rtl_obstack = &temp_obstack;
7575   start_sequence ();
7576   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7577   tmp = gen_sequence ();
7578   end_sequence ();
7579
7580   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7581     {
7582       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7583         win = 1;
7584       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7585         win = 0;
7586       else
7587         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7588           {
7589             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7590
7591             if (GET_CODE (insn) != INSN
7592                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7593                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7594                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7595                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7596                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7597               {
7598                 win = 0;
7599                 break;
7600               }
7601           }
7602     }
7603   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7604            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7605     win = 0;
7606   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7607            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7608            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7609     win = 0;
7610
7611   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7612      allocation to its normal obstack.  */
7613   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7614   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7615
7616   return win;
7617 }
7618 \f
7619 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7620    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7621    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7622    to see if the optimization can be performed.
7623    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7624
7625 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7626    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7627    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7628    faster than one that increments from zero.  */
7629
7630 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7631    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7632    final_[bg]iv_value.  */
7633
7634 static int
7635 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info)
7636      rtx loop_end;
7637      int insn_count;
7638      rtx loop_start;
7639      struct loop_info *loop_info;
7640 {
7641   struct iv_class *bl;
7642   rtx reg;
7643   rtx jump_label;
7644   rtx final_value;
7645   rtx start_value;
7646   rtx new_add_val;
7647   rtx comparison;
7648   rtx before_comparison;
7649   rtx p;
7650   rtx jump;
7651   rtx first_compare;
7652   int compare_and_branch;
7653
7654   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7655      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7656
7657   jump = PREV_INSN (loop_end);
7658   comparison = get_condition_for_loop (jump);
7659   if (comparison == 0)
7660     return 0;
7661
7662   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7663      two instructions.  */
7664   get_condition (jump, &first_compare);
7665   if (first_compare == jump)
7666     compare_and_branch = 1;
7667   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7668     compare_and_branch = 2;
7669   else
7670     return 0;
7671
7672   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7673      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7674      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7675      used between its update and the test insn.  */
7676
7677   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7678     {
7679       if (bl->biv_count == 1
7680           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7681           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7682                                    first_compare))
7683         break;
7684     }
7685
7686   if (! bl)
7687     return 0;
7688
7689   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7690      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7691      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7692      m68k DBRA instruction to be used.  */
7693
7694   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7695         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7696         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7697        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7698       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7699       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7700     {
7701       /* Initial value must be greater than 0,
7702          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7703          the last iteration */
7704
7705       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7706           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7707           && (INTVAL (bl->initial_value)
7708               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7709         {
7710           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7711           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7712             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7713                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7714           bl->nonneg = 1;
7715
7716           return 1;
7717         }
7718
7719       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7720          the loop, then we can safely optimize.  */
7721       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7722         {
7723           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7724             break;
7725           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7726             continue;
7727
7728           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
7729           if (before_comparison
7730               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7731               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7732               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7733               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7734               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7735             {
7736               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7737                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7738                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7739               bl->nonneg = 1;
7740
7741               return 1;
7742             }
7743         }
7744     }
7745   else if (INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7746     {
7747       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7748       /* Can do this if:
7749          all registers modified are induction variables or invariant,
7750          all memory references have non-overlapping addresses
7751          (obviously true if only one write)
7752          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7753       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7754          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7755          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7756          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7757          one biv.  */
7758       int num_nonfixed_reads = 0;
7759       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7760       int no_use_except_counting = 0;
7761       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7762          which is reversible.  */
7763       int reversible_mem_store = 1;
7764
7765       if (bl->giv_count == 0
7766           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
7767         {
7768           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7769
7770           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7771              fall through at the end of the loop, then
7772              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7773           no_use_except_counting = 1;
7774           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7775             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7776               {
7777                 rtx set = single_set (p);
7778
7779                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7780                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7781                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7782                   ;
7783                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7784                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7785                   /* Don't bother about the end test.  */
7786                   ;
7787                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7788                   {
7789                     no_use_except_counting = 0;
7790                     break;
7791                   }
7792               }
7793         }
7794
7795       if (no_use_except_counting)
7796         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7797       else if (num_mem_sets <= 1)
7798         {
7799           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7800             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7801               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
7802
7803           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7804              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7805              might then have the wrong value at loop exit.
7806              This would work if the source was invariant also, however, in that
7807              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7808
7809           if (num_mem_sets == 1)
7810             {
7811               struct induction *v;
7812
7813               reversible_mem_store
7814                 = (! unknown_address_altered
7815                    && ! invariant_p (XEXP (XEXP (loop_store_mems, 0), 0)));
7816
7817               /* If the store depends on a register that is set after the
7818                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7819                  reversible.  */
7820               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7821                 {
7822                   if (v->giv_type == DEST_REG
7823                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7824                                           XEXP (loop_store_mems, 0))
7825                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7826                     reversible_mem_store = 0;
7827                 }
7828             }
7829         }
7830       else
7831         return 0;
7832
7833       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7834          the memory address check by only reversing loops with
7835          zero or one memory access.
7836          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7837          and that can't be reversed.
7838          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7839          about all these things.  */
7840
7841       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7842            && !loop_has_call
7843            && !loop_has_volatile
7844            && reversible_mem_store
7845            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7846               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7847            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7848           || no_use_except_counting)
7849         {
7850           rtx tem;
7851
7852           /* Loop can be reversed.  */
7853           if (loop_dump_stream)
7854             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7855
7856           /* Now check other conditions:
7857
7858              The increment must be a constant, as must the initial value,
7859              and the comparison code must be LT.
7860
7861              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7862              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7863              confusing.  */
7864
7865           if (comparison
7866               /* for constants, LE gets turned into LT */
7867               && (GET_CODE (comparison) == LT
7868                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7869                       && no_use_except_counting)))
7870             {
7871               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
7872               rtx initial_value, comparison_value;
7873               int nonneg = 0;
7874               enum rtx_code cmp_code;
7875               int comparison_const_width;
7876               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
7877
7878               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
7879               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7880               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
7881                 comparison_const_width
7882                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
7883               else
7884                 comparison_const_width
7885                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
7886               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7887                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
7888               comparison_sign_mask
7889                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
7890
7891               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
7892                  can not reverse this loop.
7893
7894                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
7895                  a whole compute an invariant result, then we could move
7896                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
7897               if (!invariant_p (comparison_value))
7898                 return 0;
7899
7900               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7901                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
7902               initial_value = bl->initial_value;
7903
7904               /* Normalize the initial value if it is an integer and
7905                  has no other use except as a counter.  This will allow
7906                  a few more loops to be reversed.  */
7907               if (no_use_except_counting
7908                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7909                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7910                 {
7911                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
7912                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
7913                      of add_val in order to do the loop reversal, so
7914                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
7915                      Since comparison_value is constant, we know that the
7916                      current comparison code is LT.  */
7917                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
7918                   comparison_val
7919                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
7920                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
7921                      even if there is an overflow, we might still be able to
7922                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
7923                      NE is possible.  */
7924                   initial_value = const0_rtx;
7925                 }
7926
7927               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
7928               if (initial_value == const0_rtx
7929                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count, prefer
7930                      the NE test, since this will allow that instruction to
7931                      be generated.  Note that we must use a vanilla loop
7932                      reversal if the biv is used to calculate a giv or has
7933                      a non-counting use.  */
7934 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
7935                   && (! (add_val == 1 && loop_info->vtop
7936                          && (bl->biv_count == 0
7937                              || no_use_except_counting)))
7938 #endif
7939                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7940                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
7941                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
7942                         & comparison_sign_mask))
7943                 {
7944                   /* Register will always be nonnegative, with value
7945                      0 on last iteration */
7946                   add_adjust = add_val;
7947                   nonneg = 1;
7948                   cmp_code = GE;
7949                 }
7950               else if (add_val == 1 && loop_info->vtop
7951                        && (bl->biv_count == 0
7952                            || no_use_except_counting))
7953                 {
7954                   add_adjust = 0;
7955                   cmp_code = NE;
7956                 }
7957               else
7958                 return 0;
7959
7960               if (GET_CODE (comparison) == LE)
7961                 add_adjust -= add_val;
7962
7963               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
7964                  value is not an exact multiple of the increment, then we
7965                  can not reverse this loop.  */
7966               if (initial_value == const0_rtx
7967                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7968                 {
7969                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
7970                     return 0;
7971                 }
7972               else
7973                 {
7974                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
7975                     return 0;
7976                 }
7977
7978               final_value = comparison_value;
7979
7980               /* Reset these in case we normalized the initial value
7981                  and comparison value above.  */
7982               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7983                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7984                 {
7985                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
7986                   final_value
7987                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
7988                 }
7989               bl->initial_value = initial_value;
7990
7991               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
7992               reg = bl->biv->dest_reg;
7993               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
7994               if (jump_label == pc_rtx)
7995                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
7996               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
7997
7998               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
7999                  to generate a SUB.
8000                  Initialize biv to start_value before loop start.
8001                  The old initializing insn will be deleted as a
8002                  dead store by flow.c.  */
8003               if (initial_value == const0_rtx
8004                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8005                 {
8006                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
8007                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
8008                                     loop_start);
8009                 }
8010               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8011                 {
8012                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
8013                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8014                   enum insn_code icode
8015                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8016                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
8017                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
8018                             (comparison_value, mode))
8019                       || ! (*insn_operand_predicate[icode][2]) (offset, mode))
8020                     return 0;
8021                   start_value
8022                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
8023                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8024                                      (reg, comparison_value, offset)),
8025                                     loop_start);
8026                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
8027                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
8028                                                 GEN_INT (add_val));
8029                 }
8030               else if (! add_adjust)
8031                 {
8032                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8033                   enum insn_code icode
8034                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8035                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
8036                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
8037                             (comparison_value, mode))
8038                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][2])
8039                             (initial_value, mode)))
8040                     return 0;
8041                   start_value
8042                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
8043                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8044                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
8045                                     loop_start);
8046                 }
8047               else
8048                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
8049                    better to have a testcase first.  */
8050                 return 0;
8051
8052               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
8053                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8054               start_sequence ();
8055               expand_inc (reg, new_add_val);
8056               tem = gen_sequence ();
8057               end_sequence ();
8058
8059               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8060               delete_insn (bl->biv->insn);
8061
8062               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8063               bl->biv->insn = p;
8064               bl->initial_value = start_value;
8065               bl->biv->add_val = new_add_val;
8066
8067               /* Update loop info.  */
8068               loop_info->initial_value = reg;
8069               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8070               loop_info->final_value = const0_rtx;
8071               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8072               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8073               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8074               loop_info->increment = new_add_val;
8075
8076               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8077                  not delete the label.  */
8078               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8079
8080               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8081                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8082               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8083                   || ! bl->init_insn
8084                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8085                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8086                                  loop_end);
8087
8088               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8089               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8090               if (compare_and_branch == 2)
8091                 delete_insn (first_compare);
8092
8093               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8094               start_sequence ();
8095               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8096                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
8097                                        XEXP (jump_label, 0));
8098               tem = gen_sequence ();
8099               end_sequence ();
8100               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8101
8102               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8103                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8104                    tem = PREV_INSN (tem))
8105                 ;
8106
8107               if (tem)
8108                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8109
8110               if (nonneg)
8111                 {
8112                   if (tem)
8113                     {
8114                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8115                       /* Register is now always nonnegative,
8116                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8117                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8118                                                            REG_NOTES (tem));
8119                     }
8120                   bl->nonneg = 1;
8121                 }
8122
8123               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
8124                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
8125                  code).
8126                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
8127                  counting, or it is the only biv in this function.
8128                  However, the code that computes no_use_except_counting does
8129                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
8130                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
8131                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
8132                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
8133                  here.  */
8134               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8135                 if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
8136                   {
8137                     rtx *pnote;
8138                     rtx set = single_set (p);
8139                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
8140                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
8141                     if (! set
8142                         || GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
8143                         || REGNO (SET_DEST (set)) >= reg_iv_type->num_elements
8144                         || REG_IV_TYPE (REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
8145                         || REG_IV_INFO (REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
8146                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
8147                         {
8148                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
8149                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
8150                                                   XEXP (*pnote, 0)))
8151                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
8152                           else
8153                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
8154                         }
8155                   }
8156
8157               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8158                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8159                  will have to be fixed up.  */
8160
8161               bl->reversed = 1;
8162
8163               if (loop_dump_stream)
8164                 {
8165                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
8166                   if (bl->nonneg)
8167                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
8168                   else
8169                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8170                 }
8171
8172               return 1;
8173             }
8174         }
8175     }
8176
8177   return 0;
8178 }
8179 \f
8180 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8181    based on the insns in the loop that refer to it.
8182    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
8183
8184    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8185
8186    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8187    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8188    start of the loop.  */
8189
8190 static int
8191 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
8192      struct iv_class *bl;
8193      rtx loop_start;
8194      rtx end;
8195      int eliminate_p;
8196      int threshold, insn_count;
8197 {
8198   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8199   rtx p;
8200
8201   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8202      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8203
8204   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8205     {
8206       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8207       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8208
8209       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
8210       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
8211         {
8212           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
8213
8214           if (note)
8215             {
8216               rtx last = XEXP (note, 0);
8217               rtx set = single_set (last);
8218
8219               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
8220                 {
8221                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
8222
8223                   if (regno < max_reg_before_loop
8224                       && REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
8225                       && REG_IV_INFO (regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
8226                     p = last;
8227                 }
8228             }
8229         }
8230       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8231           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8232           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
8233         {
8234           if (loop_dump_stream)
8235             fprintf (loop_dump_stream,
8236                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8237                      bl->regno, INSN_UID (p));
8238           break;
8239         }
8240     }
8241
8242   if (p == end)
8243     {
8244       if (loop_dump_stream)
8245         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8246                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8247       return 1;
8248     }
8249
8250   return 0;
8251 }
8252 \f
8253 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8254    Return non-zero if INSN is first.  */
8255
8256 int
8257 loop_insn_first_p (insn, reference)
8258      rtx insn, reference;
8259 {
8260   rtx p, q;
8261
8262   for (p = insn, q = reference; ;)
8263     {
8264       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8265          first.  */
8266       if (q == insn || ! p)
8267         return 0;
8268       if (p == reference || ! q)
8269         return 1;
8270
8271       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
8272          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
8273          P is a note.  */
8274       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8275           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
8276           && GET_CODE (p) != NOTE)
8277         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
8278
8279       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
8280           || GET_CODE (p) == NOTE)
8281         p = NEXT_INSN (p);
8282       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8283         q = NEXT_INSN (q);
8284     }
8285 }
8286
8287 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8288    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8289    div derivation is zero.  */
8290 static int
8291 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8292      struct induction *biv, *giv;
8293      rtx insn;
8294 {
8295   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8296      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8297      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8298      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8299   if (giv->auto_inc_opt
8300       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8301            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8302           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8303               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8304     return 0;
8305
8306   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8307      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8308      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8309      bother to make this possible.  */
8310   if (giv->derived_from
8311       && ! (giv->always_executed
8312             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8313             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8314     return 0;
8315   if (giv->same
8316       && giv->same->derived_from
8317       && ! (giv->same->always_executed
8318             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8319             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8320     return 0;
8321
8322   return 1;
8323 }
8324
8325 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8326    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8327
8328    If BIV does not appear in X, return 1.
8329
8330    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8331    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8332    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8333    the loop.  */
8334
8335 static int
8336 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
8337      rtx x, insn;
8338      struct iv_class *bl;
8339      int eliminate_p;
8340      rtx where;
8341 {
8342   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8343   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8344   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8345   struct induction *v;
8346   rtx arg, tem;
8347 #ifdef HAVE_cc0
8348   rtx new;
8349 #endif
8350   int arg_operand;
8351   char *fmt;
8352   int i, j;
8353
8354   switch (code)
8355     {
8356     case REG:
8357       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8358          we can't eliminate it.  */
8359       if (x == reg)
8360         return 0;
8361       return 1;
8362
8363     case SET:
8364       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8365       if (SET_DEST (x) == reg)
8366         return 1;
8367
8368       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8369          it will go away when the giv is reduced.  */
8370       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8371         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8372           return 1;
8373
8374 #ifdef HAVE_cc0
8375       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8376         {
8377           /* Can replace with any giv that was reduced and
8378              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8379              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8380              ??? We disable this optimization to avoid potential
8381              overflows.  */
8382
8383           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8384             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8385                 && v->add_val == const0_rtx
8386                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8387                 && v->mode == mode
8388                 && 0)
8389               {
8390                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8391                   continue;
8392
8393                 if (! eliminate_p)
8394                   return 1;
8395
8396                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8397                    then reverse the comparison.  */
8398                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8399                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8400                                          const0_rtx, v->new_reg);
8401                 else
8402                   new = v->new_reg;
8403
8404                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8405                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8406                   return 1;
8407               }
8408
8409           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8410              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8411              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8412              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8413              overflow problem.  */
8414
8415           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8416             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8417                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8418                 && v->mode == mode
8419                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8420                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8421                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8422                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8423                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8424               {
8425                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8426                   continue;
8427
8428                 if (! eliminate_p)
8429                   return 1;
8430
8431                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8432                    then reverse the comparison.  */
8433                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8434                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8435                                          v->new_reg);
8436                 else
8437                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8438                                          copy_rtx (v->add_val));
8439
8440                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8441                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8442                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8443                   return 1;
8444
8445                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8446                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8447                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8448
8449                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8450                                   where);
8451
8452                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8453                    the compare expression. */
8454                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8455                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8456                   return 1;
8457               }
8458         }
8459 #endif
8460       break;
8461
8462     case COMPARE:
8463     case EQ:  case NE:
8464     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8465     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8466       /* See if either argument is the biv.  */
8467       if (XEXP (x, 0) == reg)
8468         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8469       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8470         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8471       else
8472         break;
8473
8474       if (CONSTANT_P (arg))
8475         {
8476           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8477              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8478              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8479
8480           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8481             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8482                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8483                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8484                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8485                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8486                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8487                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8488                 && v->mode == mode)
8489               {
8490                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8491                   continue;
8492
8493                 if (! eliminate_p)
8494                   return 1;
8495
8496                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8497                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8498
8499                 /* If all constants are actually constant integers and
8500                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8501                    do so.  */
8502                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8503                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8504                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8505                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8506                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8507                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8508                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8509                   return 1;
8510
8511                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8512                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8513                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8514                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8515                   return 1;
8516
8517                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8518                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8519               }
8520
8521           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8522              Insert insns to calculate new compare value.
8523              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8524
8525           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8526             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8527                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8528                 && v->mode == mode
8529                 && 0)
8530               {
8531                 rtx tem;
8532
8533                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8534                   continue;
8535
8536                 if (! eliminate_p)
8537                   return 1;
8538
8539                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8540
8541                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8542                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8543                                  v->new_reg, 1);
8544
8545                 /* Compute value to compare against.  */
8546                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8547                 /* Use it in this insn.  */
8548                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8549                 if (apply_change_group ())
8550                   return 1;
8551               }
8552         }
8553       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8554         {
8555           if (invariant_p (arg) == 1)
8556             {
8557               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8558                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8559                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8560
8561               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8562                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8563                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8564                     && v->mode == mode
8565                     && 0)
8566                   {
8567                     rtx tem;
8568
8569                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8570                       continue;
8571
8572                     if (! eliminate_p)
8573                       return 1;
8574
8575                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8576
8577                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8578                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8579                                      v->new_reg, 1);
8580
8581                     /* Compute value to compare against.  */
8582                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8583                                       tem, where);
8584                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8585                     if (apply_change_group ())
8586                       return 1;
8587                   }
8588             }
8589
8590           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8591              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8592              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8593              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8594              but that can generate poor code.
8595
8596              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8597              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8598              we might have to do a topological sort of the order in which
8599              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8600              this sort of thing now.  */
8601
8602 #if 0
8603           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8604           if (GET_CODE (arg) != REG
8605               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8606             return 0;
8607
8608           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8609              with identical coefficients.  */
8610           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8611             {
8612               struct induction *tv;
8613
8614               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8615                 continue;
8616
8617               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8618                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8619                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8620                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8621                     && tv->mode == mode)
8622                   {
8623                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8624                       continue;
8625
8626                     if (! eliminate_p)
8627                       return 1;
8628
8629                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8630                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8631                     /* Replace other operand with the other giv's
8632                        reduced reg.  */
8633                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8634                     return 1;
8635                   }
8636             }
8637 #endif
8638         }
8639
8640       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8641       return 0;
8642
8643     case MEM:
8644       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8645          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8646       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8647         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8648           return 1;
8649       break;
8650
8651     default:
8652       break;
8653     }
8654
8655   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8656   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8657   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8658     {
8659       switch (fmt[i])
8660         {
8661         case 'e':
8662           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl,
8663                                        eliminate_p, where))
8664             return 0;
8665           break;
8666
8667         case 'E':
8668           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8669             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8670                                          eliminate_p, where))
8671               return 0;
8672           break;
8673         }
8674     }
8675
8676   return 1;
8677 }
8678 \f
8679 /* Return nonzero if the last use of REG
8680    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8681
8682 static int
8683 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8684      rtx reg;
8685      rtx insn;
8686 {
8687   rtx n;
8688   for (n = insn;
8689        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8690        n = NEXT_INSN (n))
8691     {
8692       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8693         return 1;
8694     }
8695   return 0;
8696 }
8697 \f
8698 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8699    just record the location of the set and process it later.  */
8700
8701 static void
8702 record_initial (dest, set)
8703      rtx dest;
8704      rtx set;
8705 {
8706   struct iv_class *bl;
8707
8708   if (GET_CODE (dest) != REG
8709       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8710       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8711     return;
8712
8713   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8714
8715   /* If this is the first set found, record it.  */
8716   if (bl->init_insn == 0)
8717     {
8718       bl->init_insn = note_insn;
8719       bl->init_set = set;
8720     }
8721 }
8722 \f
8723 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8724    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8725    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8726    use it.  */
8727
8728 static void
8729 update_reg_last_use (x, insn)
8730      rtx x;
8731      rtx insn;
8732 {
8733   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8734      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8735      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8736      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8737   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8738       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8739       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8740     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8741   else
8742     {
8743       register int i, j;
8744       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8745       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8746         {
8747           if (fmt[i] == 'e')
8748             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8749           else if (fmt[i] == 'E')
8750             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8751               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8752         }
8753     }
8754 }
8755 \f
8756 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8757    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8758    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8759    be returned.
8760
8761    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8762    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8763    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8764    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8765
8766    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
8767    callers.  Specifically:
8768
8769    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8770    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8771    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8772    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8773        for GE, GEU, and LEU.  */
8774
8775 rtx
8776 get_condition (jump, earliest)
8777      rtx jump;
8778      rtx *earliest;
8779 {
8780   enum rtx_code code;
8781   rtx prev = jump;
8782   rtx set;
8783   rtx tem;
8784   rtx op0, op1;
8785   int reverse_code = 0;
8786   int did_reverse_condition = 0;
8787   enum machine_mode mode;
8788
8789   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8790   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8791       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
8792     return 0;
8793
8794   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8795   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8796   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
8797   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
8798
8799   if (earliest)
8800     *earliest = jump;
8801
8802   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8803      the condition.  */
8804   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
8805       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
8806     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
8807
8808   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8809      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8810      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8811      in cse.c  */
8812
8813   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
8814     {
8815       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8816       rtx x = 0;
8817
8818 #ifdef HAVE_cc0
8819       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8820          insn.  */
8821       if (op0 == cc0_rtx)
8822         {
8823           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8824               || GET_CODE (prev) != INSN
8825               || (set = single_set (prev)) == 0
8826               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8827             return 0;
8828
8829           op0 = SET_SRC (set);
8830           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8831           if (earliest)
8832             *earliest = prev;
8833         }
8834 #endif
8835
8836       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8837       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8838         {
8839           op1 = XEXP (op0, 1);
8840           op0 = XEXP (op0, 0);
8841           continue;
8842         }
8843       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8844         break;
8845
8846       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8847          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8848          we don't want to bother dealing with it.  */
8849
8850       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8851           || GET_CODE (prev) != INSN
8852           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8853           || (set = single_set (prev)) == 0)
8854         break;
8855
8856       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8857          relevant.  */
8858       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8859         {
8860           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
8861
8862           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8863              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8864              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8865              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8866              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8867              should not affect other platforms.
8868
8869              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8870              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
8871              modeless comparisons inside branch patterns.
8872
8873              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
8874              in simplify_comparison in combine.  */
8875
8876           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
8877                || (((code == NE
8878                      || (code == LT
8879                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8880                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8881                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8882                          && (STORE_FLAG_VALUE
8883                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8884                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8885 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8886                      || (code == LT
8887                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8888                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8889 #endif
8890                      ))
8891                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
8892               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8893                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8894                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8895             x = SET_SRC (set);
8896           else if (((code == EQ
8897                      || (code == GE
8898                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8899                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8900                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8901                          && (STORE_FLAG_VALUE
8902                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8903                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8904 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8905                      || (code == GE
8906                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8907                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8908 #endif
8909                      ))
8910                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
8911                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8912                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8913                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8914
8915             {
8916               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
8917                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
8918                  have had to reverse the condition.  */
8919               did_reverse_condition ^= 1;
8920               reverse_code = 1;
8921               x = SET_SRC (set);
8922             }
8923           else
8924             break;
8925         }
8926
8927       else if (reg_set_p (op0, prev))
8928         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
8929         break;
8930
8931       if (x)
8932         {
8933           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
8934             code = GET_CODE (x);
8935           if (reverse_code)
8936             {
8937               code = reverse_condition (code);
8938               did_reverse_condition ^= 1;
8939               reverse_code = 0;
8940             }
8941
8942           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
8943           if (earliest)
8944             *earliest = prev;
8945         }
8946     }
8947
8948   /* If constant is first, put it last.  */
8949   if (CONSTANT_P (op0))
8950     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
8951
8952   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
8953      was really being compared, so fail.  */
8954   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
8955     return 0;
8956
8957   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
8958      if we can do computations in the relevant mode and we do not
8959      overflow.  */
8960
8961   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
8962       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
8963       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8964     {
8965       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
8966       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
8967       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
8968         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
8969
8970       switch (code)
8971         {
8972         case LE:
8973           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
8974             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
8975           break;
8976
8977         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
8978            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
8979         case GE:
8980           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
8981               != (((HOST_WIDE_INT) 1
8982                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
8983             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
8984           break;
8985
8986         case LEU:
8987           if (uconst_val < max_val)
8988             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
8989           break;
8990
8991         case GEU:
8992           if (uconst_val != 0)
8993             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
8994           break;
8995
8996         default:
8997           break;
8998         }
8999     }
9000
9001   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
9002      EQ or NE, return zero.  */
9003   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
9004       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
9005       && ! flag_fast_math
9006       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
9007     return 0;
9008
9009 #ifdef HAVE_cc0
9010   /* Never return CC0; return zero instead.  */
9011   if (op0 == cc0_rtx)
9012     return 0;
9013 #endif
9014
9015   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
9016 }
9017
9018 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
9019    unless both operands are invariants.  */
9020
9021 rtx
9022 get_condition_for_loop (x)
9023      rtx x;
9024 {
9025   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
9026
9027   if (comparison == 0
9028       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
9029       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
9030     return comparison;
9031
9032   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
9033                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
9034 }
9035
9036 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
9037 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
9038    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds.
9039    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
9040    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
9041  */
9042
9043 static void
9044 insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info)
9045      rtx loop_start, loop_end;
9046      struct loop_info *loop_info;
9047 {
9048   int i;
9049   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
9050
9051   int increment_direction, compare_direction;
9052
9053   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
9054       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
9055   int add_iteration = 0;
9056
9057   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
9058
9059   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
9060
9061   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
9062   if (loop_info->unroll_number == -1)
9063     return;
9064
9065   /* Make sure that the count register is not in use.  */
9066   if (loop_used_count_register [loop_num])
9067     {
9068       if (loop_dump_stream)
9069         fprintf (loop_dump_stream,
9070                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
9071                  loop_num);
9072       return;
9073     }
9074
9075   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
9076   if (indirect_jump_in_function)
9077     {
9078       if (loop_dump_stream)
9079         fprintf (loop_dump_stream,
9080                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
9081                  loop_num);
9082       return;
9083     }
9084
9085   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
9086   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
9087       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
9088       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
9089     {
9090       if (loop_dump_stream)
9091         fprintf (loop_dump_stream,
9092                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
9093                  loop_num);
9094       return;
9095     }
9096
9097   /* Make sure that the loop does not contain a function call
9098      (the count register might be altered by the called function).  */
9099   if (loop_has_call)
9100     {
9101       if (loop_dump_stream)
9102         fprintf (loop_dump_stream,
9103                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
9104                  loop_num);
9105       return;
9106     }
9107
9108   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
9109      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
9110   if (loop_has_tablejump)
9111     {
9112       if (loop_dump_stream)
9113         fprintf (loop_dump_stream,
9114                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
9115                  loop_num);
9116       return;
9117     }
9118
9119   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
9120   if (loop_info->unroll_number > 1)
9121     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
9122   else
9123     n_iterations = loop_info->n_iterations;
9124
9125   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
9126     {
9127       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
9128       if (loop_dump_stream)
9129         fprintf (loop_dump_stream,
9130                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
9131                  loop_num);
9132       return;
9133     }
9134
9135   /* Try to instrument the loop.  */
9136
9137   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
9138   if (n_iterations > 0)
9139     {
9140       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
9141       for (i = loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
9142         loop_used_count_register[i] = 1;
9143       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
9144       return;
9145     }
9146
9147   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
9148      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
9149      of the number of iterations.  */
9150
9151   if (loop_info->iteration_var == 0)
9152     {
9153       if (loop_dump_stream)
9154         fprintf (loop_dump_stream,
9155                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9156                  loop_num);
9157       return;
9158     }
9159
9160   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9161       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9162     {
9163       if (loop_dump_stream)
9164         fprintf (loop_dump_stream,
9165                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9166                  loop_num);
9167       return;
9168     }
9169
9170   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9171   if (loop_info->comparison_code == NE)
9172     {
9173       if (loop_dump_stream)
9174         fprintf (loop_dump_stream,
9175                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9176                  loop_num);
9177       return;
9178     }
9179 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9180 #if 0
9181   else
9182     {
9183       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9184          loop executes at least once.  */
9185       rtx sequence;
9186       rtx iterations_num_reg;
9187
9188       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9189         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9190
9191       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9192          expensive) divide is needed.  */
9193       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9194         {
9195           if (loop_dump_stream)
9196             fprintf (loop_dump_stream,
9197                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9198           return;
9199         }
9200
9201       /* compute the number of iterations */
9202       start_sequence ();
9203       {
9204         rtx temp_reg;
9205
9206         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9207            ;
9208            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9209            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9210            ;                                           increment
9211          */
9212         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9213            expand_binop?  */
9214         if (compare_direction > 0)
9215           {
9216             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9217             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9218                                      comparison_value, initial_value,
9219                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9220           }
9221         else
9222           {
9223             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9224                                      initial_value, comparison_value,
9225                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9226           }
9227
9228         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9229           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9230                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9231                                             + add_iteration),
9232                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9233
9234         if (increment_value_abs != 1)
9235           {
9236             /* ??? This will generate an expensive divide instruction for
9237                most targets.  The original authors apparently expected this
9238                to be a shift, since they test for power-of-2 divisors above,
9239                but just naively generating a divide instruction will not give
9240                a shift.  It happens to work for the PowerPC target because
9241                the rs6000.md file has a divide pattern that emits shifts.
9242                It will probably not work for any other target.  */
9243             iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, sdiv_optab,
9244                                                temp_reg,
9245                                                GEN_INT (increment_value_abs),
9246                                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9247           }
9248         else
9249           iterations_num_reg = temp_reg;
9250       }
9251       sequence = gen_sequence ();
9252       end_sequence ();
9253       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9254       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9255     }
9256
9257   return;
9258 #endif /* Complex case */
9259 }
9260
9261 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9262    1. A new counter register is created.
9263    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9264    passed in the loop_num_iterations parameter.
9265    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9266    The created comparison follows the pattern defined for the
9267    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9268    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9269    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9270    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9271
9272 static void
9273 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9274      rtx loop_start, loop_end;
9275      rtx loop_num_iterations;
9276 {
9277   rtx counter_reg;
9278   rtx start_label;
9279   rtx sequence;
9280
9281   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9282     {
9283       if (loop_dump_stream)
9284         {
9285           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9286           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9287             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9288                      INTVAL (loop_num_iterations));
9289           else
9290             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9291           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9292         }
9293
9294       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9295          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9296       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9297
9298       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9299       start_label = gen_label_rtx ();
9300       emit_label_after (start_label, loop_start);
9301
9302       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9303       start_sequence ();
9304       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9305       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9306       sequence = gen_sequence ();
9307       end_sequence ();
9308       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9309
9310       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9311          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9312          later recognized by assembly generation phase).  */
9313       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9314                                                                 start_label),
9315                              loop_end);
9316       LABEL_NUSES (start_label)++;
9317     }
9318
9319 }
9320 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9321
9322 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9323
9324    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9325    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9326 static int
9327 indirect_jump_in_function_p (start)
9328      rtx start;
9329 {
9330   rtx insn;
9331
9332   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9333     if (computed_jump_p (insn))
9334       return 1;
9335
9336   return 0;
9337 }
9338
9339 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9340    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9341    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9342
9343 static int
9344 insert_loop_mem (mem, data)
9345      rtx *mem;
9346      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9347 {
9348   int i;
9349   rtx m = *mem;
9350
9351   if (m == NULL_RTX)
9352     return 0;
9353
9354   switch (GET_CODE (m))
9355     {
9356     case MEM:
9357       break;
9358
9359     case CONST_DOUBLE:
9360       /* We're not interested in the MEM associated with a
9361          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9362       return -1;
9363
9364     default:
9365       /* This is not a MEM.  */
9366       return 0;
9367     }
9368
9369   /* See if we've already seen this MEM.  */
9370   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9371     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem))
9372       {
9373         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9374           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9375              this happens, something tricky is going on, and we just
9376              don't optimize accesses to this MEM.  */
9377           loop_mems[i].optimize = 0;
9378
9379         return 0;
9380       }
9381
9382   /* Resize the array, if necessary.  */
9383   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated)
9384     {
9385       if (loop_mems_allocated != 0)
9386         loop_mems_allocated *= 2;
9387       else
9388         loop_mems_allocated = 32;
9389
9390       loop_mems = (loop_mem_info*)
9391         xrealloc (loop_mems,
9392                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
9393     }
9394
9395   /* Actually insert the MEM.  */
9396   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9397   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9398      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9399      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9400      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9401   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9402   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9403   ++loop_mems_idx;
9404
9405   return 0;
9406 }
9407
9408 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9409    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9410    values after load_mems.  */
9411
9412 static void
9413 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
9414                                      insn_count)
9415      rtx scan_start;
9416      rtx end;
9417      rtx loop_top;
9418      rtx start;
9419      int *insn_count;
9420 {
9421   int nregs = max_reg_num ();
9422
9423   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
9424
9425   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9426      created new registers.  */
9427   if (max_reg_num () > nregs)
9428     {
9429       int i;
9430       int old_nregs;
9431
9432       old_nregs = nregs;
9433       nregs = max_reg_num ();
9434
9435       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9436         {
9437           /* Grow all the arrays.  */
9438           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9439           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9440           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9441           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9442         }
9443       /* Clear the arrays */
9444       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9445       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9446       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9447
9448       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
9449                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9450                            insn_count, nregs);
9451
9452       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9453         {
9454           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9455           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9456         }
9457
9458 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9459       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9460          create CCmode register copies.  */
9461       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9462         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9463           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9464 #endif
9465
9466       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9467       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9468              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9469              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9470     }
9471 }
9472
9473 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
9474    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
9475    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
9476
9477 static void
9478 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
9479      rtx scan_start;
9480      rtx end;
9481      rtx loop_top;
9482      rtx start;
9483 {
9484   int maybe_never = 0;
9485   int i;
9486   rtx p;
9487   rtx label = NULL_RTX;
9488   rtx end_label;
9489
9490   if (loop_mems_idx > 0)
9491     {
9492       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9493       int next_maybe_never = 0;
9494
9495       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9496          loop are never executed.  */
9497       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9498            p != NULL_RTX && !maybe_never;
9499            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9500         {
9501           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9502             maybe_never = 1;
9503           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9504                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
9505                       around to the beginning, don't set maybe_never
9506                       for that.  This must be an unconditional jump,
9507                       otherwise the code at the top of the loop might
9508                       never be executed.  Unconditional jumps are
9509                       followed a by barrier then loop end.  */
9510                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9511                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
9512                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
9513                          && simplejump_p (p)))
9514             {
9515               if (!condjump_p (p))
9516                 /* Something complicated.  */
9517                 maybe_never = 1;
9518               else
9519                 /* If there are any more instructions in the loop, they
9520                    might not be reached.  */
9521                 next_maybe_never = 1;
9522             }
9523           else if (next_maybe_never)
9524             maybe_never = 1;
9525         }
9526
9527       /* Actually move the MEMs.  */
9528       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9529         {
9530           int written = 0;
9531           rtx reg;
9532           rtx mem = loop_mems[i].mem;
9533           rtx mem_list_entry;
9534
9535           if (MEM_VOLATILE_P (mem)
9536               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
9537             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9538             loop_mems[i].optimize = 0;
9539
9540           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9541              one is aliased by one of them.  */
9542           mem_list_entry = loop_store_mems;
9543           while (mem_list_entry)
9544             {
9545               if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9546                 written = 1;
9547               else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9548                                         mem, rtx_varies_p))
9549                 {
9550                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9551                   loop_mems[i].optimize = 0;
9552                   break;
9553                 }
9554               mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9555             }
9556
9557           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9558              are no reads from another MEM that aliases this one.  */
9559           if (loop_mems[i].optimize && written)
9560             {
9561               int j;
9562
9563               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9564                 {
9565                   if (j == i)
9566                     continue;
9567                   else if (true_dependence (mem,
9568                                             VOIDmode,
9569                                             loop_mems[j].mem,
9570                                             rtx_varies_p))
9571                     {
9572                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9573                          the loop because writes to it might not be
9574                          seen by reads from loop_mems[j].  */
9575                       loop_mems[i].optimize = 0;
9576                       break;
9577                     }
9578                 }
9579             }
9580
9581           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9582             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9583                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9584             loop_mems[i].optimize = 0;
9585
9586           if (!loop_mems[i].optimize)
9587             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9588                loop, but later discovered that we could not.  */
9589             continue;
9590
9591           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9592              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9593              out of the loop just because this REG is neither a
9594              user-variable nor used in the loop test.  */
9595           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9596           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9597           loop_mems[i].reg = reg;
9598
9599           /* Now, replace all references to the MEM with the
9600              corresponding pesudos.  */
9601           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9602                p != NULL_RTX;
9603                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9604             {
9605               rtx_and_int ri;
9606               ri.r = p;
9607               ri.i = i;
9608               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9609             }
9610
9611           if (!apply_change_group ())
9612             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9613             loop_mems[i].optimize = 0;
9614           else
9615             {
9616               rtx set;
9617
9618               /* Load the memory immediately before START, which is
9619                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
9620               set = gen_move_insn (reg, mem);
9621               emit_insn_before (set, start);
9622
9623               if (written)
9624                 {
9625                   if (label == NULL_RTX)
9626                     {
9627                       /* We must compute the former
9628                          right-after-the-end label before we insert
9629                          the new one.  */
9630                       end_label = next_label (end);
9631                       label = gen_label_rtx ();
9632                       emit_label_after (label, end);
9633                     }
9634
9635                   /* Store the memory immediately after END, which is
9636                    the NOTE_LOOP_END.  */
9637                   set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9638                   emit_insn_after (set, label);
9639                 }
9640
9641               if (loop_dump_stream)
9642                 {
9643                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9644                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9645                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9646                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
9647                 }
9648             }
9649         }
9650     }
9651
9652   if (label != NULL_RTX)
9653     {
9654       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9655          label with the new one.  */
9656       rtx_pair rr;
9657       rr.r1 = end_label;
9658       rr.r2 = label;
9659
9660       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
9661         {
9662           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9663
9664           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9665              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9666              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9667              because the immediately following unroll pass will use it.
9668              replace_label would not work anyways, because that only handles
9669              LABEL_REFs.  */
9670           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9671             JUMP_LABEL (p) = label;
9672         }
9673     }
9674 }
9675
9676 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9677    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9678    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9679    and the MEM we are currently replacing.  */
9680
9681 static int
9682 replace_loop_mem (mem, data)
9683      rtx *mem;
9684      void *data;
9685 {
9686   rtx_and_int *ri;
9687   rtx insn;
9688   int i;
9689   rtx m = *mem;
9690
9691   if (m == NULL_RTX)
9692     return 0;
9693
9694   switch (GET_CODE (m))
9695     {
9696     case MEM:
9697       break;
9698
9699     case CONST_DOUBLE:
9700       /* We're not interested in the MEM associated with a
9701          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9702       return -1;
9703
9704     default:
9705       /* This is not a MEM.  */
9706       return 0;
9707     }
9708
9709   ri = (rtx_and_int*) data;
9710   i = ri->i;
9711
9712   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9713     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9714     return 0;
9715
9716   insn = ri->r;
9717
9718   /* Actually replace the MEM.  */
9719   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9720
9721   return 0;
9722 }
9723
9724 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9725    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9726    respectively.  */
9727
9728 static int
9729 replace_label (x, data)
9730      rtx *x;
9731      void *data;
9732 {
9733   rtx l = *x;
9734   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9735   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9736
9737   if (l == NULL_RTX)
9738     return 0;
9739
9740   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9741     return 0;
9742
9743   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9744     return 0;
9745
9746   XEXP (l, 0) = new_label;
9747   ++LABEL_NUSES (new_label);
9748   --LABEL_NUSES (old_label);
9749
9750   return 0;
9751 }
9752