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 "tm_p.h"
  41 #include "obstack.h"
  42 #include "function.h"
  43 #include "expr.h"
  44 #include "insn-config.h"
  45 #include "insn-flags.h"
  46 #include "regs.h"
  47 #include "hard-reg-set.h"
  48 #include "recog.h"
  49 #include "flags.h"
  50 #include "real.h"
  51 #include "loop.h"
  52 #include "except.h"
  53 #include "toplev.h"
  54
  55 /* Information about the loop being processed used to compute
  56    the number of loop iterations for loop unrolling and doloop
  57    optimization.  */
  58 static struct loop_info this_loop_info;
  59
  60 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
  61    The luids are like uids but increase monotonically always.
  62    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
  63
  64 int *uid_luid;
  65
  66 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
  67    number the insn is contained in.  */
  68
  69 int *uid_loop_num;
  70
  71 /* 1 + largest uid of any insn.  */
  72
  73 int max_uid_for_loop;
  74
  75 /* 1 + luid of last insn.  */
  76
  77 static int max_luid;
  78
  79 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
  80    next few tables.  */
  81
  82 static int max_loop_num;
  83
  84 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
  85
  86 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
  87
  88 /* Likewise for the continue insn */
  89 static rtx *loop_number_loop_cont;
  90
  91 /* The first code_label that is reached in every loop iteration.
  92    0 when not computed yet, initially const0_rtx if a jump couldn't be
  93    followed.
  94    Also set to 0 when there is no such label before the NOTE_INSN_LOOP_CONT
  95    of this loop, or in verify_dominator, if a jump couldn't be followed.  */
  96 static rtx *loop_number_cont_dominator;
  97
  98 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
  99
 100 int *loop_outer_loop;
 101
 102 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 103 /* Records whether resource in use by inner loop.  */
 104
 105 int *loop_used_count_register;
 106 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 107
 108 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
 109    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
 110
 111 static char *loop_invalid;
 112
 113 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
 114    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
 115    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
 116
 117    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
 118    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
 119    return, so the presense of a return does not affect any of the
 120    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
 121    instructions on this list.  */
 122
 123 rtx *loop_number_exit_labels;
 124
 125 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
 126    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
 127
 128 int *loop_number_exit_count;
 129
 130 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
 131    is set during the loop being scanned.
 132    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
 133    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
 134    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
 135    not known equal to a constant.
 136    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
 137    while the failed candidates have the original number of times set.
 138
 139    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
 140    < 0 a conditionally invariant one.  */
 141
 142 static varray_type set_in_loop;
 143
 144 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
 145    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
 146    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
 147
 148 static varray_type n_times_set;
 149
 150 /* Index by register number, 1 indicates that the register
 151    cannot be moved or strength reduced.  */
 152
 153 static varray_type may_not_optimize;
 154
 155 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
 156    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
 157
 158 static varray_type reg_single_usage;
 159
 160 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
 161    This reduces the desire to move it out of another.  */
 162
 163 static char *moved_once;
 164
 165 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
 166
 167 static rtx loop_store_mems;
 168
 169 /* The insn where the first of these was found.  */
 170 static rtx first_loop_store_insn;
 171
 172 typedef struct loop_mem_info {
 173   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
 174   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
 175   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
 176 } loop_mem_info;
 177
 178 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
 179    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
 180    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
 181    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
 182
 183 static loop_mem_info *loop_mems;
 184
 185 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
 186
 187 static int loop_mems_idx;
 188
 189 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
 190
 191 static int loop_mems_allocated;
 192
 193 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current
 194    loop.  This happens if the loop contains a call (in which case
 195    `loop_info->has_call' will also be set) or if we store into more
 196    than NUM_STORES MEMs.  */
 197
 198 static int unknown_address_altered;
 199
 200 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
 201 static int num_movables;
 202
 203 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
 204 static int num_mem_sets;
 205
 206 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
 207    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
 208 int max_reg_before_loop;
 209
 210 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
 211    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
 212    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
 213    that array.  */
 214
 215 static struct obstack temp_obstack;
 216
 217 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
 218
 219 extern struct obstack *rtl_obstack;
 220
 221 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
 222 #define obstack_chunk_free free
 223 \f
 224 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
 225    is made to record all the movable insns found.
 226    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
 227
 228 struct movable
 229 {
 230   rtx insn;                     /* A movable insn */
 231   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
 232   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
 233   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
 234                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
 235   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
 236                                    that must be moved with this one.  */
 237   int regno;                    /* The register it sets */
 238   short lifetime;               /* lifetime of that register;
 239                                    may be adjusted when matching movables
 240                                    that load the same value are found.  */
 241   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
 242                                    including other movables that force this
 243                                    or match this one.  */
 244   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
 245   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
 246   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
 247                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
 248                    that the reg is live outside the range from where it is set
 249                    to the following label.  */
 250   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
 251
 252   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
 253                                    In particular, moving it does not make it
 254                                    invariant.  */
 255   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
 256                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
 257   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
 258                                     first insn of a consecutive sets group.  */
 259   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
 260   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
 261                                    that we should avoid changing when clearing
 262                                    the rest of the reg.  */
 263   struct movable *match;        /* First entry for same value */
 264   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
 265   struct movable *next;
 266 };
 267
 268 static struct movable *the_movables;
 269
 270 FILE *loop_dump_stream;
 271
 272 /* Forward declarations.  */
 273
 274 static void verify_dominator PROTO((int));
 275 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
 276 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
 277 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
 278 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
 279 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
 280 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
 281 static void count_one_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
 282
 283 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
 284                                        int *, int));
 285 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
 286 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
 287 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, int, int));
 288 #if 0
 289 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
 290 #endif
 291 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
 292 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
 293 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
 294 static void force_movables PROTO((struct movable *));
 295 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
 296 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 297 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 298 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
 299 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
 300 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
 301 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx,
 302                                    struct loop_info *, rtx, int, int));
 303 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, varray_type));
 304 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
 305 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, int, rtx, rtx));
 306 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *, int, int));
 307 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx,
 308                                      unsigned HOST_WIDE_INT));
 309 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, int, rtx *, rtx, rtx));
 310 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
 311 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **));
 312 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
 313 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
 314 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
 315 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx, struct loop_info *));
 316 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
 317 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
 318 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
 319 struct recombine_givs_stats;
 320 static int find_life_end PROTO((rtx, struct recombine_givs_stats *, rtx, rtx));
 321 static void recombine_givs PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int));
 322 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
 323 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
 324 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
 325 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
 326 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
 327 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
 328 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 329 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
 330                                                        rtx, int *));
 331 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 332 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 333 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 334 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
 335
 336 typedef struct rtx_and_int {
 337   rtx r;
 338   int i;
 339 } rtx_and_int;
 340
 341 typedef struct rtx_pair {
 342   rtx r1;
 343   rtx r2;
 344 } rtx_pair;
 345
 346 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
 347 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
 348   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
 349    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
 350    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
 351
 352 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 353 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
 354 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
 355
 356 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
 357 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
 358 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 359
 360 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
 361 int indirect_jump_in_function = 0;
 362 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
 363
 364 static int compute_luids PROTO((rtx, rtx, int));
 365
 366 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PROTO((struct induction *,
 367                                                    struct induction *, rtx));
 368 \f
 369 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
 370 static int add_cost;
 371 #if 0
 372 static int shift_cost;
 373 static int mult_cost;
 374 #endif
 375
 376 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
 377    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
 378 static int copy_cost;
 379
 380 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
 381 static int reg_address_cost;
 382
 383
 384 void
 385 init_loop ()
 386 {
 387   char *free_point = (char *) oballoc (1);
 388   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
 389
 390   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
 391
 392 #ifdef ADDRESS_COST
 393   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
 394 #else
 395   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
 396 #endif
 397
 398   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
 399      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
 400      will be far less than the cost of an add.  */
 401
 402   copy_cost = 2 * 2;
 403
 404   /* Free the objects we just allocated.  */
 405   obfree (free_point);
 406
 407   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
 408   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
 409 }
 410 \f
 411 /* Compute the mapping from uids to luids.
 412    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
 413    except that luids increase monotonically through the code.
 414    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
 415    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
 416 static int
 417 compute_luids (start, end, prev_luid)
 418      rtx start, end;
 419      int prev_luid;
 420 {
 421   int i;
 422   rtx insn;
 423
 424   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
 425     {
 426       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
 427         continue;
 428       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
 429          luids between two insns is not affected by -g.  */
 430       if (GET_CODE (insn) != NOTE
 431           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
 432         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
 433       else
 434         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
 435         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
 436     }
 437   return i + 1;
 438 }
 439 \f
 440 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
 441    on the current function.  F is the first insn of the function
 442    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
 443    (or 0 if none should be output).  */
 444
 445 void
 446 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
 447      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
 448      rtx f;
 449      FILE *dumpfile;
 450      int unroll_p, bct_p;
 451 {
 452   register rtx insn;
 453   register int i;
 454
 455   loop_dump_stream = dumpfile;
 456
 457   init_recog_no_volatile ();
 458
 459   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
 460
 461   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
 462   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
 463
 464   regs_may_share = 0;
 465
 466   /* Count the number of loops.  */
 467
 468   max_loop_num = 0;
 469   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
 470     {
 471       if (GET_CODE (insn) == NOTE
 472           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
 473         max_loop_num++;
 474     }
 475
 476   /* Don't waste time if no loops.  */
 477   if (max_loop_num == 0)
 478     return;
 479
 480   /* Get size to use for tables indexed by uids.
 481      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
 482   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
 483
 484   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 485   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 486
 487   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 488   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 489
 490   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
 491      not be zeroed.  */
 492   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 493   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 494   loop_number_loop_cont = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 495   loop_number_cont_dominator = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 496   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 497   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
 498   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 499   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 500
 501 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 502   /* Allocate for BCT optimization */
 503   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 504   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
 505 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 506
 507   /* Find and process each loop.
 508      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
 509   find_and_verify_loops (f);
 510
 511   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
 512      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
 513      function.  */
 514   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
 515
 516   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
 517      will have entries in the register tables.
 518
 519      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
 520      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
 521   init_alias_analysis ();
 522
 523   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
 524      one more that the maximum uid of all insn.  */
 525   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
 526     abort ();
 527   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
 528   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
 529
 530   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it might
 531      have rearranged code afterwards, so we need to recompute the luids now.  */
 532   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
 533
 534   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
 535      deleted.  It is possible that the first or last insn
 536      using some register has been deleted by cross-jumping.
 537      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
 538      points to the general area where that insn used to be.  */
 539   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 540     {
 541       uid_luid[0] = uid_luid[i];
 542       if (uid_luid[0] != 0)
 543         break;
 544     }
 545   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 546     if (uid_luid[i] == 0)
 547       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
 548
 549   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
 550   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 551     find_loop_tree_blocks ();
 552
 553   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
 554      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
 555   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
 556
 557   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
 558      before outer ones.  */
 559   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
 560     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
 561       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
 562                  loop_number_loop_cont[i], unroll_p, bct_p);
 563
 564   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
 565      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
 566      to one mapping will remain.  */
 567   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 568     unroll_block_trees ();
 569
 570   end_alias_analysis ();
 571 }
 572 \f
 573 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
 574    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
 575    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
 576    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
 577    bottom.  */
 578
 579 static rtx
 580 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
 581      rtx insn;
 582      rtx start;
 583      rtx end;
 584      rtx loop_top;
 585 {
 586   insn = NEXT_INSN (insn);
 587
 588   if (insn == end)
 589     {
 590       if (loop_top)
 591         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
 592         insn = loop_top;
 593       else
 594         /* We're done.  */
 595         insn = NULL_RTX;
 596     }
 597
 598   if (insn == start)
 599     /* We're done.  */
 600     insn = NULL_RTX;
 601
 602   return insn;
 603 }
 604
 605 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
 606    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
 607    NOTE_INSN_LOOP_END.
 608    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
 609
 610 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
 611    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
 612    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
 613    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
 614    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
 615
 616 static void
 617 scan_loop (loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
 618      rtx loop_start, end, loop_cont;
 619      int unroll_p, bct_p;
 620 {
 621   register int i;
 622   rtx p;
 623   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
 624   int maybe_never = 0;
 625   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
 626      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
 627   int call_passed = 0;
 628   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
 629      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
 630   rtx loop_top = 0;
 631   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
 632   rtx loop_entry_jump = 0;
 633   /* Place in the loop where control enters.  */
 634   rtx scan_start;
 635   /* Number of insns in the loop.  */
 636   int insn_count;
 637   int in_libcall = 0;
 638   int tem;
 639   rtx temp;
 640   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
 641   rtx set, set1;
 642   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
 643   struct movable *movables = 0;
 644   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
 645   struct movable *last_movable = 0;
 646   /* Ratio of extra register life span we can justify
 647      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
 648      since in that case saving an insn makes more difference
 649      and more registers are available.  */
 650   int threshold;
 651   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
 652   int loop_depth = 0;
 653   int nregs;
 654   struct loop_info *loop_info = &this_loop_info;
 655
 656   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
 657      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
 658      that is too complex to duplicate in front of the loop.
 659
 660      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
 661      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
 662      (because we might have a loop executed only once that contains a
 663      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
 664      (in case we have a degenerate loop).
 665
 666      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
 667      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
 668      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
 669      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
 670      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
 671
 672   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
 673        p != end
 674          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
 675          && (GET_CODE (p) != NOTE
 676              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
 677                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
 678        p = NEXT_INSN (p))
 679     ;
 680
 681   scan_start = p;
 682
 683   /* Set up variables describing this loop.  */
 684   prescan_loop (loop_start, end, loop_info);
 685   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
 686
 687   /* If loop has a jump before the first label,
 688      the true entry is the target of that jump.
 689      Start scan from there.
 690      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
 691      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
 692   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
 693     {
 694       loop_entry_jump = p;
 695
 696       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
 697       if (simplejump_p (p)
 698           && JUMP_LABEL (p) != 0
 699           /* Check to see whether the jump actually
 700              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
 701              This case can happen for things like
 702              do {..} while (0).  If this label was generated previously
 703              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
 704              the loop.  */
 705           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
 706         {
 707           loop_top = next_label (scan_start);
 708           scan_start = JUMP_LABEL (p);
 709         }
 710     }
 711
 712   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
 713      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
 714      test may never be true, but it's best to play it safe.)
 715
 716      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
 717      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
 718      test above.  */
 719
 720   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
 721       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
 722     {
 723       if (loop_dump_stream)
 724         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
 725                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
 726       return;
 727     }
 728
 729   /* Count number of times each reg is set during this loop.
 730      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
 731      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
 732
 733   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
 734      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
 735      that even after the moving of movables creates some new registers
 736      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
 737      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
 738   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
 739   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
 740   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
 741   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
 742   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
 743
 744   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
 745                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
 746
 747   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
 748     {
 749       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 750       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
 751     }
 752
 753 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
 754   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
 755      create CCmode register copies.  */
 756   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
 757     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
 758       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 759 #endif
 760
 761   bcopy ((char *) &set_in_loop->data,
 762          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
 763
 764   if (loop_dump_stream)
 765     {
 766       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
 767                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
 768       if (loop_info->cont)
 769         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
 770                  INSN_UID (loop_info->cont));
 771     }
 772
 773   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
 774      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
 775      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
 776      We consider whether subsequent insns use the reg
 777      in deciding whether it is worth actually moving.
 778
 779      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
 780      and therefore it is possible that the insns we are scanning
 781      would never be executed.  At such times, we must make sure
 782      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
 783      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
 784      so that is not a problem.  */
 785
 786   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
 787        p != NULL_RTX;
 788        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
 789     {
 790       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 791           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
 792         in_libcall = 1;
 793       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 794                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 795         in_libcall = 0;
 796
 797       if (GET_CODE (p) == INSN
 798           && (set = single_set (p))
 799           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
 800           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
 801         {
 802           int tem1 = 0;
 803           int tem2 = 0;
 804           int move_insn = 0;
 805           rtx src = SET_SRC (set);
 806           rtx dependencies = 0;
 807
 808           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
 809              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
 810              specified, use it as the source and mark that we should move
 811              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
 812              insn.
 813
 814              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
 815              is present.  */
 816           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 817           if (temp)
 818             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 819           else
 820             {
 821               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 822               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 823                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 824               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 825                 {
 826                   src = XEXP (temp, 0);
 827                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
 828                      the equivalent expression.  To move the libcall,
 829                      we must move those regs too.  */
 830                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
 831                 }
 832             }
 833
 834           /* Don't try to optimize a register that was made
 835              by loop-optimization for an inner loop.
 836              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
 837           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
 838             ;
 839           else if (/* The register is used in basic blocks other
 840                       than the one where it is set (meaning that
 841                       something after this point in the loop might
 842                       depend on its value before the set).  */
 843                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
 844                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
 845                       the loop starts, or the value before the set is
 846                       needed before the set occurs...
 847
 848                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
 849                       by the fact that the previous test will often fail for
 850                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
 851                       each time for register usage, we should build tables
 852                       of the register usage and use them here instead.  */
 853                    && (maybe_never
 854                        || loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
 855                                                   scan_start, end)))
 856             /* It is unsafe to move the set.
 857
 858                This code used to consider it OK to move a set of a variable
 859                which was not created by the user and not used in an exit test.
 860                That behavior is incorrect and was removed.  */
 861             ;
 862           else if ((tem = invariant_p (src))
 863                    && (dependencies == 0
 864                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
 865                    && (VARRAY_INT (set_in_loop,
 866                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
 867                        || (tem1
 868                            = consec_sets_invariant_p
 869                            (SET_DEST (set),
 870                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
 871                             p)))
 872                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
 873                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
 874                       once loop is entered.  Even a function call might
 875                       prevent the trap insn from being reached
 876                       (since it might exit!)  */
 877                    && ! ((maybe_never || call_passed)
 878                          && may_trap_p (src)))
 879             {
 880               register struct movable *m;
 881               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
 882
 883               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
 884                  can be combined as long as they are both in the loop, but
 885                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
 886                  this can lose.  The most common case of this is the address
 887                  of a function being called.
 888
 889                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
 890                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
 891                  we can replace the usage of this register with the source
 892                  of this SET.  If we can, delete this insn.
 893
 894                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
 895                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
 896
 897               if (loop_info->has_call
 898                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
 899                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
 900                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
 901                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
 902                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
 903                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
 904                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
 905                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
 906                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
 907                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
 908                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
 909                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
 910                      a call-clobbered register and the life of REGNO
 911                      might span a call.  */
 912                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
 913                                            VARRAY_RTX
 914                                            (reg_single_usage, regno))
 915                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 916                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
 917                                            VARRAY_RTX
 918                                            (reg_single_usage, regno)))
 919                 {
 920                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
 921                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
 922                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
 923                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 924                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
 925                                               (reg_single_usage, regno)),
 926                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
 927
 928                   PUT_CODE (p, NOTE);
 929                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
 930                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
 931                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
 932                   continue;
 933                 }
 934
 935               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
 936               m->next = 0;
 937               m->insn = p;
 938               m->set_src = src;
 939               m->dependencies = dependencies;
 940               m->set_dest = SET_DEST (set);
 941               m->force = 0;
 942               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop,
 943                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
 944               m->done = 0;
 945               m->forces = 0;
 946               m->partial = 0;
 947               m->move_insn = move_insn;
 948               m->move_insn_first = 0;
 949               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
 950               m->savemode = VOIDmode;
 951               m->regno = regno;
 952               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
 953                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
 954               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
 955               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] > INSN_LUID (end)
 956                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
 957               m->match = 0;
 958               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
 959                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
 960               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
 961               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 962                 m->savings += libcall_benefit (p);
 963               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
 964               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
 965               if (movables == 0)
 966                 movables = m;
 967               else
 968                 last_movable->next = m;
 969               last_movable = m;
 970
 971               if (m->consec > 0)
 972                 {
 973                   /* It is possible for the first instruction to have a
 974                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
 975                      remember the status of the first instruction in case
 976                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
 977                   m->move_insn_first = m->move_insn;
 978
 979                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
 980                   p = next_nonnote_insn (p);
 981                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
 982                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
 983                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
 984                   p = prev_nonnote_insn (p);
 985
 986                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
 987                      m->set_src to correspond to the effects of all the
 988                      insns.  */
 989                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 990                   if (temp)
 991                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
 992                   else
 993                     {
 994                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 995                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 996                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
 997                       else
 998                         m->move_insn = 0;
 999
1000                     }
1001                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1002                 }
1003             }
1004           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1005              or set to zero, then its high bytes are constant.
1006              So clear them outside the loop and within the loop
1007              just load the low bytes.
1008              We must check that the machine has an instruction to do so.
1009              Also, if the value loaded into the register
1010              depends on the same register, this cannot be done.  */
1011           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1012                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
1013                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1014                    && GET_CODE (set1) == SET
1015                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1016                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1017                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1018                        == SET_DEST (set))
1019                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1020             {
1021               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1022               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
1023                 {
1024                   register struct movable *m;
1025                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1026                   m->next = 0;
1027                   m->insn = p;
1028                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1029                   m->dependencies = 0;
1030                   m->force = 0;
1031                   m->consec = 0;
1032                   m->done = 0;
1033                   m->forces = 0;
1034                   m->move_insn = 0;
1035                   m->move_insn_first = 0;
1036                   m->partial = 1;
1037                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1038                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1039                      Not even if the reg is used only within this loop.
1040                      Consider this:
1041                      while (1)
1042                        while (s != t) {
1043                          if (foo ()) x = *s;
1044                          use (x);
1045                        }
1046                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1047                      being saved from the last time around the outer loop.
1048                      However, if the reg is not used outside this loop
1049                      and all uses of the register are in the same
1050                      basic block as the store, there is no problem.
1051
1052                      If this insn was made by loop, we don't know its
1053                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1054                      assumption.  */
1055                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1056                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1057                                    > INSN_LUID (end))
1058                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1059                                    < INSN_LUID (p))
1060                                || (labels_in_range_p
1061                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1062                   if (maybe_never && m->global)
1063                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1064                   else
1065                     m->savemode = VOIDmode;
1066                   m->regno = regno;
1067                   m->cond = 0;
1068                   m->match = 0;
1069                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1070                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1071                   m->savings = 1;
1072                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1073                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1074                   if (movables == 0)
1075                     movables = m;
1076                   else
1077                     last_movable->next = m;
1078                   last_movable = m;
1079                 }
1080             }
1081         }
1082       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1083          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1084          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1085          so they don't count.  */
1086       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1087         call_passed = 1;
1088       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1089          can't count on whether or how many times they will be
1090          executed during each iteration.  Therefore, we can
1091          only move out sets of trivial variables
1092          (those not used after the loop).  */
1093       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1094       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1095                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1096                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1097                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1098                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1099                   followed a by barrier then loop end.  */
1100                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
1101                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
1102                      && simplejump_p (p)))
1103         maybe_never = 1;
1104       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1105         {
1106           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1107              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1108              code has been duplicated.  */
1109           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1110             maybe_never = call_passed = 0;
1111           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1112             loop_depth++;
1113           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1114             loop_depth--;
1115         }
1116     }
1117
1118   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1119
1120   ignore_some_movables (movables);
1121
1122   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1123      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1124      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1125      since the second can be moved only if the first is.  */
1126
1127   force_movables (movables);
1128
1129   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1130      If there are, make all but the first point at the first one
1131      through the `match' field, and add the priorities of them
1132      all together as the priority of the first.  */
1133
1134   combine_movables (movables, nregs);
1135
1136   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1137      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1138
1139      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1140      optimizing for code size.  */
1141
1142   if (! optimize_size)
1143     move_movables (movables, threshold,
1144                    insn_count, loop_start, end, nregs);
1145
1146   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1147      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1148   for (i = 0; i < nregs; i++)
1149     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1150       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1151
1152   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1153      hoist even more memory references.  */
1154   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1155                                        loop_start, &insn_count);
1156
1157   if (flag_strength_reduce)
1158     {
1159       the_movables = movables;
1160       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1161                        insn_count, loop_start, end,
1162                        loop_info, loop_cont, unroll_p, bct_p);
1163     }
1164
1165   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1166   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1167   VARRAY_FREE (n_times_set);
1168   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1169 }
1170 \f
1171 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1172    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1173
1174 void
1175 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1176      rtx in_this, not_in_this;
1177      rtx *output;
1178 {
1179   enum rtx_code code;
1180   const char *fmt;
1181   int i;
1182
1183   code = GET_CODE (in_this);
1184
1185   switch (code)
1186     {
1187     case PC:
1188     case CC0:
1189     case CONST_INT:
1190     case CONST_DOUBLE:
1191     case CONST:
1192     case SYMBOL_REF:
1193     case LABEL_REF:
1194       return;
1195
1196     case REG:
1197       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1198           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1199         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1200       return;
1201
1202     default:
1203       break;
1204     }
1205
1206   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1207   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1208     {
1209       int j;
1210
1211       switch (fmt[i])
1212         {
1213         case 'E':
1214           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1215             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1216           break;
1217
1218         case 'e':
1219           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1220           break;
1221         }
1222     }
1223 }
1224 \f
1225 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1226    aside from those mentioned in the equivalent value.
1227    If there are none, return 0.
1228    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1229
1230 rtx
1231 libcall_other_reg (insn, equiv)
1232      rtx insn, equiv;
1233 {
1234   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1235   rtx p = XEXP (note, 0);
1236   rtx output = 0;
1237
1238   /* First, find all the regs used in the libcall block
1239      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1240
1241   while (p != insn)
1242     {
1243       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1244           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1245         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1246       p = NEXT_INSN (p);
1247     }
1248
1249   return output;
1250 }
1251 \f
1252 /* Return 1 if all uses of REG
1253    are between INSN and the end of the basic block.  */
1254
1255 static int
1256 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1257      rtx insn, reg;
1258 {
1259   int regno = REGNO (reg);
1260   rtx p;
1261
1262   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1263     return 0;
1264
1265   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1266   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1267     {
1268       switch (GET_CODE (p))
1269         {
1270         case NOTE:
1271           break;
1272
1273         case INSN:
1274         case CALL_INSN:
1275           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1276           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1277             return 1;
1278           break;
1279
1280         case JUMP_INSN:
1281           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1282           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1283             return 1;
1284           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1285           return 0;
1286
1287         case CODE_LABEL:
1288         case BARRIER:
1289           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1290           return 0;
1291
1292         default:
1293           break;
1294         }
1295     }
1296
1297   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1298   abort ();
1299 }
1300 \f
1301 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1302    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1303    value directly or can contain a library call.  */
1304
1305 static int
1306 libcall_benefit (last)
1307      rtx last;
1308 {
1309   rtx insn;
1310   int benefit = 0;
1311
1312   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1313        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1314     {
1315       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1316         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1317                                    routine.  */
1318       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1319                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1320                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1321         benefit++;
1322     }
1323
1324   return benefit;
1325 }
1326 \f
1327 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1328
1329 static rtx
1330 skip_consec_insns (insn, count)
1331      rtx insn;
1332      int count;
1333 {
1334   for (; count > 0; count--)
1335     {
1336       rtx temp;
1337
1338       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1339       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1340          be an insn here.  */
1341       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1342           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1343         insn = XEXP (temp, 0);
1344
1345       do insn = NEXT_INSN (insn);
1346       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1347     }
1348
1349   return insn;
1350 }
1351
1352 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1353    which is part of another movable.
1354    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1355    was made later and so appears later on the chain.  */
1356
1357 static void
1358 ignore_some_movables (movables)
1359      struct movable *movables;
1360 {
1361   register struct movable *m, *m1;
1362
1363   for (m = movables; m; m = m->next)
1364     {
1365       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1366       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1367       if (note)
1368         {
1369           rtx insn;
1370           /* Check for earlier movables inside that range,
1371              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1372              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1373              Rather than reject all such insns from movables, we just
1374              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1375              libcalls aren't that common).  */
1376           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1377             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1378               if (m1->insn == insn)
1379                 m1->done = 1;
1380         }
1381     }
1382 }
1383
1384 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1385    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1386    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1387    since the second can be moved only if the first is.  */
1388
1389 static void
1390 force_movables (movables)
1391      struct movable *movables;
1392 {
1393   register struct movable *m, *m1;
1394   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1395     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1396     if (!m1->partial && !m1->done)
1397       {
1398         int regno = m1->regno;
1399         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1400           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1401              register of M1 to be used after this insn?
1402              Since CSE does not update regno_last_uid,
1403              this insn M->insn might not be where it dies.
1404              But very likely this doesn't matter; what matters is
1405              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1406           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1407               && !m->done)
1408             break;
1409         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1410             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1411             && m->consec == 0)
1412           m = 0;
1413
1414         /* Increase the priority of the moving the first insn
1415            since it permits the second to be moved as well.  */
1416         if (m != 0)
1417           {
1418             m->forces = m1;
1419             m1->lifetime += m->lifetime;
1420             m1->savings += m->savings;
1421           }
1422       }
1423 }
1424 \f
1425 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1426    one register.  */
1427
1428 static void
1429 combine_movables (movables, nregs)
1430      struct movable *movables;
1431      int nregs;
1432 {
1433   register struct movable *m;
1434   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1435   enum machine_mode mode;
1436
1437   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1438      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1439   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1440
1441   for (m = movables; m; m = m->next)
1442     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1443       {
1444         register struct movable *m1;
1445         int regno = m->regno;
1446
1447         bzero (matched_regs, nregs);
1448         matched_regs[regno] = 1;
1449
1450         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1451            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1452         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1453           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1454               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1455               && !m1->global
1456               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1457               && !m1->partial
1458               && (matched_regs[m1->regno]
1459                   ||
1460                   (
1461                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1462                       same constant only if the modes are the same or
1463                       if both are integer modes with M wider or the same
1464                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1465                       safe, since the only case of differing destination
1466                       modes with equal sources is when both sources are
1467                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1468                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1469                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1470                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1471                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1472                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1473                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1474                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1475                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1476                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1477                                                 movables))))
1478               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1479                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1480             {
1481               m->lifetime += m1->lifetime;
1482               m->savings += m1->savings;
1483               m1->done = 1;
1484               m1->match = m;
1485               matched_regs[m1->regno] = 1;
1486             }
1487       }
1488
1489   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1490      This can be done for those not marked `global'
1491      provided their lives don't overlap.  */
1492
1493   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1494        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1495     {
1496       register struct movable *m0 = 0;
1497
1498       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1499          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1500       for (m = movables; m; m = m->next)
1501         if (m->partial && ! m->global
1502             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1503           {
1504             register struct movable *m1;
1505             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1506             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1507
1508             if (m0 == 0)
1509               {
1510                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1511                 m0 = m;
1512                   continue;
1513               }
1514
1515             /* Make sure they extend to the same mode.
1516                (Almost always true.)  */
1517             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1518                 continue;
1519
1520             /* We already have one: check for overlap with those
1521                already combined together.  */
1522             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1523               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1524                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1525                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1526                   goto overlap;
1527
1528             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1529             m0->lifetime += m->lifetime;
1530             m0->savings += m->savings;
1531             m->done = 1;
1532             m->match = m0;
1533
1534           overlap: ;
1535           }
1536     }
1537 }
1538 \f
1539 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1540
1541 static int
1542 regs_match_p (x, y, movables)
1543      rtx x, y;
1544      struct movable *movables;
1545 {
1546   int xn = REGNO (x);
1547   int yn = REGNO (y);
1548   struct movable *mx, *my;
1549
1550   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1551     if (mx->regno == xn)
1552       break;
1553
1554   for (my = movables; my; my = my->next)
1555     if (my->regno == yn)
1556       break;
1557
1558   return (mx && my
1559           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1560               || mx->match == my
1561               || mx == my->match));
1562 }
1563
1564 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1565    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1566
1567    If two registers are matching movables or a movable register and an
1568    equivalent constant, consider them equal.  */
1569
1570 static int
1571 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1572      rtx x, y;
1573      struct movable *movables;
1574 {
1575   register int i;
1576   register int j;
1577   register struct movable *m;
1578   register enum rtx_code code;
1579   register const char *fmt;
1580
1581   if (x == y)
1582     return 1;
1583   if (x == 0 || y == 0)
1584     return 0;
1585
1586   code = GET_CODE (x);
1587
1588   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1589      equal.  */
1590   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1591       && CONSTANT_P (y))
1592     {
1593       for (m = movables; m; m = m->next)
1594         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1595             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1596           return 1;
1597     }
1598   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1599            && CONSTANT_P (x))
1600     {
1601       for (m = movables; m; m = m->next)
1602         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1603             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1604           return 1;
1605     }
1606
1607   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1608   if (code != GET_CODE (y))
1609     return 0;
1610
1611   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1612      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1613
1614   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1615     return 0;
1616
1617   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1618   if (code == REG)
1619     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1620
1621   if (code == LABEL_REF)
1622     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1623   if (code == SYMBOL_REF)
1624     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1625
1626   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1627      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1628
1629   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1630   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1631     {
1632       switch (fmt[i])
1633         {
1634         case 'w':
1635           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1636             return 0;
1637           break;
1638
1639         case 'i':
1640           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1641             return 0;
1642           break;
1643
1644         case 'E':
1645           /* Two vectors must have the same length.  */
1646           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1647             return 0;
1648
1649           /* And the corresponding elements must match.  */
1650           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1651             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1652               return 0;
1653           break;
1654
1655         case 'e':
1656           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1657             return 0;
1658           break;
1659
1660         case 's':
1661           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1662             return 0;
1663           break;
1664
1665         case 'u':
1666           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1667           break;
1668
1669         case '0':
1670           break;
1671
1672           /* It is believed that rtx's at this level will never
1673              contain anything but integers and other rtx's,
1674              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1675         default:
1676           abort ();
1677         }
1678     }
1679   return 1;
1680 }
1681 \f
1682 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1683   insns in INSNS which use the reference.  */
1684
1685 static void
1686 add_label_notes (x, insns)
1687      rtx x;
1688      rtx insns;
1689 {
1690   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1691   int i, j;
1692   const char *fmt;
1693   rtx insn;
1694
1695   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1696     {
1697       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1698          avoid flow generating (slighly) worse code.
1699
1700          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1701          mark_jump_label for additional information).  */
1702       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1703         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1704           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1705                                                 REG_NOTES (insn));
1706     }
1707
1708   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1709   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1710     {
1711       if (fmt[i] == 'e')
1712         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1713       else if (fmt[i] == 'E')
1714         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1715           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1716     }
1717 }
1718 \f
1719 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1720    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1721    other throughout.  */
1722
1723 static void
1724 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1725      struct movable *movables;
1726      int threshold;
1727      int insn_count;
1728      rtx loop_start;
1729      rtx end;
1730      int nregs;
1731 {
1732   rtx new_start = 0;
1733   register struct movable *m;
1734   register rtx p;
1735   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1736      when we move several insns that load the same value
1737      into different pseudo-registers.  */
1738   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1739   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1740
1741   bzero (already_moved, nregs);
1742   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1743
1744   num_movables = 0;
1745
1746   for (m = movables; m; m = m->next)
1747     {
1748       /* Describe this movable insn.  */
1749
1750       if (loop_dump_stream)
1751         {
1752           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1753                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1754           if (m->consec > 0)
1755             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1756           if (m->cond)
1757             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1758           if (m->force)
1759             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1760           if (m->global)
1761             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1762           if (m->done)
1763             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1764           if (m->move_insn)
1765             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1766           if (m->match)
1767             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1768                      INSN_UID (m->match->insn));
1769           if (m->forces)
1770             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1771                      INSN_UID (m->forces->insn));
1772         }
1773
1774       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1775       num_movables++;
1776
1777       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1778          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1779
1780       if (!m->done
1781           && (! m->cond
1782               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1783                   && (m->dependencies == 0
1784                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1785                   && (m->consec == 0
1786                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1787                                                        m->consec + 1,
1788                                                        m->insn))))
1789           && (! m->forces || m->forces->done))
1790         {
1791           register int regno;
1792           register rtx p;
1793           int savings = m->savings;
1794
1795           /* We have an insn that is safe to move.
1796              Compute its desirability.  */
1797
1798           p = m->insn;
1799           regno = m->regno;
1800
1801           if (loop_dump_stream)
1802             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1803
1804           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1805             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1806
1807           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1808              which is safe only if this one is moved too: that is,
1809              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1810
1811           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1812              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1813              If it's not desirable, it means the loop is so big
1814              that moving won't speed things up much,
1815              and it is liable to make register usage worse.  */
1816
1817           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1818              extra cost because something else was already moved.  */
1819
1820           if (already_moved[regno]
1821               || flag_move_all_movables
1822               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1823                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1824               || (m->forces && m->forces->done
1825                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1826             {
1827               int count;
1828               register struct movable *m1;
1829               rtx first = NULL_RTX;
1830
1831               /* Now move the insns that set the reg.  */
1832
1833               if (m->partial && m->match)
1834                 {
1835                   rtx newpat, i1;
1836                   rtx r1, r2;
1837                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1838                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1839                      And that reg is loaded with 0 directly,
1840                      since it has ->match == 0.  */
1841                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1842                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1843                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1844                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1845
1846                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1847                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1848                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1849                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1850                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1851                   regs_may_share
1852                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1853                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1854                                                             regs_may_share));
1855                   delete_insn (m->insn);
1856
1857                   if (new_start == 0)
1858                     new_start = i1;
1859
1860                   if (loop_dump_stream)
1861                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1862                 }
1863               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1864                  new move insn, first delete what we have and then emit
1865                  the move insn before the loop.  */
1866               else if (m->move_insn)
1867                 {
1868                   rtx i1, temp;
1869
1870                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1871                     {
1872                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1873                          skip to the end.  */
1874                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1875                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1876                         p = XEXP (temp, 0);
1877
1878                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1879                          delete every insn in the sequence except the last.
1880                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1881                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1882                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1883                         {
1884                           temp = XEXP (temp, 0);
1885                           while (temp != p)
1886                             temp = delete_insn (temp);
1887                         }
1888
1889                       temp = p;
1890                       p = delete_insn (p);
1891
1892                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1893                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1894                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1895                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1896                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1897                          insn stream.  */
1898                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1899                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1900                     }
1901
1902                   start_sequence ();
1903                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1904                   temp = get_insns ();
1905                   end_sequence ();
1906
1907                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1908
1909                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1910                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1911                     REG_NOTES (i1)
1912                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1913                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1914
1915                   if (loop_dump_stream)
1916                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1917
1918                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1919                   threshold -= 3;
1920                 }
1921               else
1922                 {
1923                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1924                     {
1925                       rtx i1, temp;
1926
1927                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1928                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
1929                          be an insn here.  */
1930                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1931                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1932                         p = XEXP (temp, 0);
1933
1934                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1935                          insns except the last before the loop.  The last
1936                          insn is handled in the normal manner.  */
1937                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1938                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1939                         {
1940                           rtx fn_address = 0;
1941                           rtx fn_reg = 0;
1942                           rtx fn_address_insn = 0;
1943
1944                           first = 0;
1945                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1946                                temp = NEXT_INSN (temp))
1947                             {
1948                               rtx body;
1949                               rtx n;
1950                               rtx next;
1951
1952                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1953                                 continue;
1954
1955                               body = PATTERN (temp);
1956
1957                               /* Find the next insn after TEMP,
1958                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1959                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1960                                    next = NEXT_INSN (next))
1961                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1962                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1963                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1964                                   break;
1965
1966                               /* If that is the call, this may be the insn
1967                                  that loads the function address.
1968
1969                                  Extract the function address from the insn
1970                                  that loads it into a register.
1971                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1972
1973                                  So emit a new move insn that copies the
1974                                  function address into the register that the
1975                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1976                                  redundant stores that we have created.  */
1977                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1978                                   && GET_CODE (body) == SET
1979                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1980                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1981                                                          NULL_RTX)))
1982                                 {
1983                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1984                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1985                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1986                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1987                                   fn_address_insn = temp;
1988                                 }
1989                               /* We have the call insn.
1990                                  If it uses the register we suspect it might,
1991                                  load it with the correct address directly.  */
1992                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1993                                   && fn_address != 0
1994                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
1995                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1996                                                                 fn_address),
1997                                                  fn_address_insn);
1998
1999                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
2000                                 {
2001                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2002                                   /* Because the USAGE information potentially
2003                                      contains objects other than hard registers
2004                                      we need to copy it.  */
2005                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2006                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2007                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2008                                 }
2009                               else
2010                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2011                               if (first == 0)
2012                                 first = i1;
2013                               if (temp == fn_address_insn)
2014                                 fn_address_insn = i1;
2015                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2016                               delete_insn (temp);
2017                             }
2018                           if (new_start == 0)
2019                             new_start = first;
2020                         }
2021                       if (m->savemode != VOIDmode)
2022                         {
2023                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2024                              the bits that are not covered by the mode
2025                              m->savemode.  */
2026                           rtx reg = m->set_dest;
2027                           rtx sequence;
2028                           rtx tem;
2029
2030                           start_sequence ();
2031                           tem = expand_binop
2032                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2033                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2034                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2035                                       - 1),
2036                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2037                           if (tem == 0)
2038                             abort ();
2039                           if (tem != reg)
2040                             emit_move_insn (reg, tem);
2041                           sequence = gen_sequence ();
2042                           end_sequence ();
2043                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2044                         }
2045                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2046                         {
2047                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2048                           /* Because the USAGE information potentially
2049                              contains objects other than hard registers
2050                              we need to copy it.  */
2051                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2052                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2053                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2054                         }
2055                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2056                         {
2057                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2058                              use the REG_EQUAL note.  */
2059                           start_sequence ();
2060                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2061                           temp = get_insns ();
2062                           end_sequence ();
2063
2064                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2065
2066                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2067                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2068                             REG_NOTES (i1)
2069                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2070                                                     : REG_EQUAL),
2071                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2072                         }
2073                       else
2074                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2075
2076                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2077                         {
2078                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2079
2080                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2081                              is not loop invariant, then delete it, since it
2082                              may cause problems with later optimization passes.
2083                              It is possible for cse to create such notes
2084                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2085
2086                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2087                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2088                             remove_note (i1, temp);
2089                         }
2090
2091                       if (new_start == 0)
2092                         new_start = i1;
2093
2094                       if (loop_dump_stream)
2095                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2096                                  INSN_UID (i1));
2097
2098                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2099                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2100                          and REG_RETVAL on I1.  */
2101                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2102                         {
2103                           XEXP (temp, 0) = first;
2104                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2105                           XEXP (temp, 0) = i1;
2106                         }
2107
2108                       temp = p;
2109                       delete_insn (p);
2110                       p = NEXT_INSN (p);
2111
2112                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2113                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2114                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2115                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2116                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2117                          insn stream.  */
2118                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2119                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2120                     }
2121
2122                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2123                   threshold -= 3;
2124                 }
2125
2126               /* Any other movable that loads the same register
2127                  MUST be moved.  */
2128               already_moved[regno] = 1;
2129
2130               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2131               moved_once[regno] = 1;
2132
2133               /* The reg set here is now invariant.  */
2134               if (! m->partial)
2135                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2136
2137               m->done = 1;
2138
2139               /* Change the length-of-life info for the register
2140                  to say it lives at least the full length of this loop.
2141                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2142
2143               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2144                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2145                    We can't use the moved insn because it is out of range
2146                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2147                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2148               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2149                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2150
2151               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2152
2153               if (! m->partial)
2154                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2155                   if (m1->match == m)
2156                     {
2157                       rtx temp;
2158
2159                       /* Schedule the reg loaded by M1
2160                          for replacement so that shares the reg of M.
2161                          If the modes differ (only possible in restricted
2162                          circumstances, make a SUBREG.
2163
2164                          Note this assumes that the target dependent files
2165                          treat REG and SUBREG equally, including within
2166                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2167                          predicates since we never verify that replacing the
2168                          original register with a SUBREG results in a
2169                          recognizable insn.  */
2170                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2171                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2172                       else
2173                         reg_map[m1->regno]
2174                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2175                                                 m->set_dest);
2176
2177                       /* Get rid of the matching insn
2178                          and prevent further processing of it.  */
2179                       m1->done = 1;
2180
2181                       /* if library call, delete all insn except last, which
2182                          is deleted below */
2183                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2184                                                  NULL_RTX)))
2185                         {
2186                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2187                                temp = NEXT_INSN (temp))
2188                             delete_insn (temp);
2189                         }
2190                       delete_insn (m1->insn);
2191
2192                       /* Any other movable that loads the same register
2193                          MUST be moved.  */
2194                       already_moved[m1->regno] = 1;
2195
2196                       /* The reg merged here is now invariant,
2197                          if the reg it matches is invariant.  */
2198                       if (! m->partial)
2199                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2200                     }
2201             }
2202           else if (loop_dump_stream)
2203             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2204         }
2205       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2206         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2207
2208       if (loop_dump_stream)
2209         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2210     }
2211
2212   if (new_start == 0)
2213     new_start = loop_start;
2214
2215   /* Go through all the instructions in the loop, making
2216      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2217   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2218     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2219         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2220       {
2221         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2222         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2223         INSN_CODE (p) = -1;
2224       }
2225 }
2226 \f
2227 #if 0
2228 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2229    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2230
2231 static void
2232 replace_call_address (x, reg, addr)
2233      rtx x, reg, addr;
2234 {
2235   register enum rtx_code code;
2236   register int i;
2237   register const char *fmt;
2238
2239   if (x == 0)
2240     return;
2241   code = GET_CODE (x);
2242   switch (code)
2243     {
2244     case PC:
2245     case CC0:
2246     case CONST_INT:
2247     case CONST_DOUBLE:
2248     case CONST:
2249     case SYMBOL_REF:
2250     case LABEL_REF:
2251     case REG:
2252       return;
2253
2254     case SET:
2255       /* Short cut for very common case.  */
2256       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2257       return;
2258
2259     case CALL:
2260       /* Short cut for very common case.  */
2261       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2262       return;
2263
2264     case MEM:
2265       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2266          something is wrong.  */
2267       if (XEXP (x, 0) != reg)
2268         abort ();
2269       XEXP (x, 0) = addr;
2270       return;
2271
2272     default:
2273       break;
2274     }
2275
2276   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2277   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2278     {
2279       if (fmt[i] == 'e')
2280         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2281       if (fmt[i] == 'E')
2282         {
2283           register int j;
2284           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2285             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2286         }
2287     }
2288 }
2289 #endif
2290 \f
2291 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2292    in the rtx X.  */
2293
2294 static int
2295 count_nonfixed_reads (x)
2296      rtx x;
2297 {
2298   register enum rtx_code code;
2299   register int i;
2300   register const char *fmt;
2301   int value;
2302
2303   if (x == 0)
2304     return 0;
2305
2306   code = GET_CODE (x);
2307   switch (code)
2308     {
2309     case PC:
2310     case CC0:
2311     case CONST_INT:
2312     case CONST_DOUBLE:
2313     case CONST:
2314     case SYMBOL_REF:
2315     case LABEL_REF:
2316     case REG:
2317       return 0;
2318
2319     case MEM:
2320       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2321               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2322
2323     default:
2324       break;
2325     }
2326
2327   value = 0;
2328   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2329   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2330     {
2331       if (fmt[i] == 'e')
2332         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2333       if (fmt[i] == 'E')
2334         {
2335           register int j;
2336           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2337             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2338         }
2339     }
2340   return value;
2341 }
2342
2343 \f
2344 #if 0
2345 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2346    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2347    if the machine supports such an instruction,
2348    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2349
2350 static void
2351 constant_high_bytes (p, loop_start)
2352      rtx p, loop_start;
2353 {
2354   register rtx new;
2355   register int insn_code_number;
2356
2357   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2358      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2359
2360   new
2361     = gen_rtx_SET
2362       (VOIDmode,
2363        gen_rtx_STRICT_LOW_PART
2364        (VOIDmode,
2365         gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2366                         SET_DEST (PATTERN (p)), 0)),
2367        XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2368
2369   insn_code_number = recog (new, p);
2370
2371   if (insn_code_number)
2372     {
2373       register int i;
2374
2375       /* Clear destination register before the loop.  */
2376       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode,
2377                                      SET_DEST (PATTERN (p)), const0_rtx),
2378                         loop_start);
2379
2380       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2381       PATTERN (p) = new;
2382     }
2383 }
2384 #endif
2385 \f
2386 /* Scan a loop setting the elements `cont', `vtop', `loops_enclosed',
2387    `has_call', `has_volatile', and `has_tablejump' within LOOP_INFO.
2388    Set the global variables `unknown_address_altered' and
2389    `num_mem_sets'.  Also, fill in the array `loop_mems' and the list
2390    `loop_store_mems'.  */
2391
2392 static void
2393 prescan_loop (start, end, loop_info)
2394      rtx start, end;
2395      struct loop_info *loop_info;
2396 {
2397   register int level = 1;
2398   rtx insn;
2399   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2400      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2401      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2402      might end up between the two.  */
2403   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2404
2405   loop_info->num = uid_loop_num [INSN_UID (start)];
2406   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2407   loop_info->has_call = 0;
2408   loop_info->has_volatile = 0;
2409   loop_info->has_tablejump = 0;
2410   loop_info->loops_enclosed = 1;
2411   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2412   loop_info->cont = 0;
2413   loop_info->vtop = 0;
2414
2415   unknown_address_altered = 0;
2416   loop_store_mems = NULL_RTX;
2417   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2418   loop_mems_idx = 0;
2419   num_mem_sets = 0;
2420
2421   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2422        insn = NEXT_INSN (insn))
2423     {
2424       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2425         {
2426           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2427             {
2428               ++level;
2429               /* Count number of loops contained in this one.  */
2430               loop_info->loops_enclosed++;
2431             }
2432           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2433             {
2434               --level;
2435               if (level == 0)
2436                 {
2437                   end = insn;
2438                   break;
2439                 }
2440             }
2441           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2442             {
2443               if (level == 1)
2444                 loop_info->cont = insn;
2445             }
2446           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2447             {
2448               /* If there is a NOTE_INSN_LOOP_VTOP, then this is a for
2449                  or while style loop, with a loop exit test at the
2450                  start.  Thus, we can assume that the loop condition
2451                  was true when the loop was entered.  */
2452               if (level == 1)
2453                 loop_info->vtop = insn;
2454             }
2455         }
2456       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2457         {
2458           if (! CONST_CALL_P (insn))
2459             unknown_address_altered = 1;
2460           loop_info->has_call = 1;
2461         }
2462       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2463         {
2464           rtx label1 = NULL_RTX;
2465           rtx label2 = NULL_RTX;
2466
2467           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2468             loop_info->has_volatile = 1;
2469
2470           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2471               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2472                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2473             loop_info->has_tablejump = 1;
2474
2475           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2476           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2477             first_loop_store_insn = insn;
2478
2479           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets
2480               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2481               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2482               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2483             {
2484               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2485                 {
2486                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2487                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2488                 }
2489               else
2490                 {
2491                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2492                 }
2493
2494               do {
2495                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2496                   {
2497                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2498                       {
2499                         /* Something tricky.  */
2500                         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2501                         break;
2502                       }
2503                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2504                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2505                       {
2506                         /* A jump outside the current loop.  */
2507                         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2508                         break;
2509                       }
2510                   }
2511
2512                 label1 = label2;
2513                 label2 = NULL_RTX;
2514               } while (label1);
2515             }
2516         }
2517       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2518         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2519     }
2520
2521   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2522   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2523       !unknown_address_altered
2524       /* An exception thrown by a called function might land us
2525          anywhere.  */
2526       && !loop_info->has_call
2527       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2528          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2529          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2530          require actual function calls.  */
2531       && !current_function_calls_alloca
2532       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2533          end.  */
2534       && !loop_info->has_multiple_exit_targets)
2535     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2536          insn = NEXT_INSN (insn))
2537       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2538 }
2539 \f
2540 /* LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2541    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2542    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2543    and what we have so far as LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR that has a
2544    target between LOOP_DOMINATOR and the continue note, move
2545    LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2546    destination cannot be determined, clear LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2547
2548 static void
2549 verify_dominator (loop_number)
2550      int loop_number;
2551 {
2552   rtx insn;
2553
2554   if (! loop_number_cont_dominator[loop_number])
2555     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2556        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2557     return;
2558   if (loop_number_cont_dominator[loop_number] == const0_rtx)
2559     {
2560       loop_number_cont_dominator[loop_number] = 0;
2561       return;
2562     }
2563   for (insn = loop_number_loop_starts[loop_number];
2564        insn != loop_number_cont_dominator[loop_number];
2565        insn = NEXT_INSN (insn))
2566     {
2567       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2568           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2569         {
2570           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2571           int label_luid;
2572
2573           /* If it is not a jump we can easily understand or for
2574              which we do not have jump target information in the JUMP_LABEL
2575              field (consider ADDR_VEC and ADDR_DIFF_VEC insns), then clear
2576              LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2577           if ((! condjump_p (insn)
2578                && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2579               || label == NULL_RTX)
2580             {
2581               loop_number_cont_dominator[loop_number] = NULL_RTX;
2582               return;
2583             }
2584
2585           label_luid = INSN_LUID (label);
2586           if (label_luid < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[loop_number])
2587               && (label_luid
2588                   > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator[loop_number])))
2589             loop_number_cont_dominator[loop_number] = label;
2590         }
2591     }
2592 }
2593
2594 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2595    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2596    to from outside the loop.  */
2597
2598 static void
2599 find_and_verify_loops (f)
2600      rtx f;
2601 {
2602   rtx insn, label;
2603   int current_loop = -1;
2604   int next_loop = -1;
2605   int loop;
2606
2607   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2608
2609   /* If there are jumps to undefined labels,
2610      treat them as jumps out of any/all loops.
2611      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2612   uid_loop_num[0] = -1;
2613
2614   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2615      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2616
2617   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2618     {
2619       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2620         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2621           {
2622           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2623             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2624             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2625             loop_number_loop_cont[next_loop] = 0;
2626             loop_number_cont_dominator[next_loop] = 0;
2627             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2628             loop_invalid[next_loop] = 0;
2629             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2630             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2631             current_loop = next_loop;
2632             break;
2633
2634           case NOTE_INSN_SETJMP:
2635             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2636                enclosing loop.  */
2637             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2638               {
2639                 loop_invalid[loop] = 1;
2640                 if (loop_dump_stream)
2641                   fprintf (loop_dump_stream,
2642                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2643                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2644               }
2645             break;
2646
2647           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2648             loop_number_loop_cont[current_loop] = insn;
2649             break;
2650           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2651             if (current_loop == -1)
2652               abort ();
2653
2654             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2655             verify_dominator (current_loop);
2656             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2657             break;
2658
2659           default:
2660             break;
2661           }
2662       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2663          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop_number_loop_dominator.  */
2664       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2665                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2666                && current_loop >= 0)
2667         {
2668           int this_loop_num;
2669           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2670
2671           if (! condjump_p (insn) && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2672             label = NULL_RTX;
2673
2674           this_loop_num = current_loop;
2675           do
2676             {
2677               /* First see if we care about this loop.  */
2678               if (loop_number_loop_cont[this_loop_num]
2679                   && loop_number_cont_dominator[this_loop_num] != const0_rtx)
2680                 {
2681                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2682                      loop_number_const_dominator.  */
2683                   if (! label)
2684                     loop_number_cont_dominator[this_loop_num] = const0_rtx;
2685                   else
2686                     /* Check if the destination is between loop start and
2687                        cont.  */
2688                     if ((INSN_LUID (label)
2689                          < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[this_loop_num]))
2690                         && (INSN_LUID (label)
2691                             > INSN_LUID (loop_number_loop_starts[this_loop_num]))
2692                         /* And if there is no later destination already
2693                            recorded.  */
2694                         && (! loop_number_cont_dominator[this_loop_num]
2695                             || (INSN_LUID (label)
2696                                 > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator
2697                                              [this_loop_num]))))
2698                       loop_number_cont_dominator[this_loop_num] = label;
2699                 }
2700               this_loop_num = loop_outer_loop[this_loop_num];
2701             }
2702           while (this_loop_num >= 0);
2703         }
2704
2705       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2706          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2707       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2708     }
2709
2710   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2711      because it can be jumped into from anywhere.  */
2712
2713   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2714     {
2715       int loop_num;
2716
2717       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2718            loop_num != -1;
2719            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2720         loop_invalid[loop_num] = 1;
2721     }
2722
2723   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2724      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2725
2726   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2727     {
2728       int loop_num;
2729
2730       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2731            loop_num != -1;
2732            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2733         loop_invalid[loop_num] = 1;
2734     }
2735
2736   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2737      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2738      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2739      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2740      anywhere.
2741
2742      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2743      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
2744      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2745      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2746      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2747      possible second cse pass.  */
2748
2749   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2750     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2751       {
2752         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2753
2754         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2755           {
2756             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2757             if (note)
2758               {
2759                 int loop_num;
2760
2761                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2762                      loop_num != -1;
2763                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2764                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2765               }
2766           }
2767
2768         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2769           continue;
2770
2771         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2772
2773         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2774         if (this_loop_num != -1
2775             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2776                 || (simplejump_p (insn)
2777                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2778                         != this_loop_num)))
2779             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2780           {
2781             rtx p;
2782             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2783             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
2784             int dest_loop;
2785             int outer_loop = -1;
2786
2787             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2788                or a JUMP_INSN.  */
2789             for (p = PREV_INSN (insn);
2790                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2791                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2792                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2793                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2794                  p = PREV_INSN (p))
2795               ;
2796
2797             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2798                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2799
2800             if (JUMP_LABEL (insn))
2801               {
2802                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2803                 if (dest_loop != -1)
2804                   {
2805                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2806                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2807                       if (outer_loop == this_loop_num)
2808                         break;
2809                   }
2810               }
2811
2812             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2813
2814             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2815                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2816               outer_loop = this_loop_num;
2817
2818             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2819                we have a block of code to try to move.
2820
2821                We look backward and then forward from the target of INSN
2822                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2823                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2824                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2825                and move the block of code to the spot we found.  */
2826
2827             if (outer_loop == -1
2828                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2829                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2830                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2831                    These always indicate compilation errors.  */
2832                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2833                 && condjump_p (p)
2834                 && ! simplejump_p (p)
2835                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
2836                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
2837                    mustn't try.  */
2838                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn),
2839                                          &last_insn_to_move))
2840               {
2841                 rtx target
2842                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2843                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2844                 rtx loc;
2845
2846                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2847                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2848                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2849                     break;
2850
2851                 if (loc == 0)
2852                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2853                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2854                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2855                       break;
2856
2857                 if (loc)
2858                   {
2859                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2860                     rtx new_label = get_label_after (p);
2861
2862                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2863                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2864
2865                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2866                        we can invert P.  */
2867                    if (invert_jump (p, new_label))
2868                      {
2869                        rtx q, r;
2870
2871                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2872                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2873                           path, we'll need to insert an jump around our block
2874                           and a add a BARRIER before TARGET.
2875
2876                           This creates an extra unconditional jump outside
2877                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2878                           executed instructions from inside the loop usually
2879                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2880                           outside the loop.  */
2881                        if (loc == 0)
2882                          {
2883                            rtx temp;
2884
2885                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2886                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2887                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2888                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2889                            loc = emit_barrier_before (target);
2890                          }
2891
2892                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2893                           block after LOC.  */
2894                        new_label = squeeze_notes (new_label,
2895                                                   last_insn_to_move);
2896                        reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
2897
2898                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2899                        for (q = new_label;
2900                             q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
2901                             q = NEXT_INSN (q))
2902                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2903
2904                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2905                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2906                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2907                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2908                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2909                        if (JUMP_LABEL (insn))
2910                          {
2911                            int loop_num;
2912
2913                            for (q = 0,
2914                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2915                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2916                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2917                                {
2918                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2919                                  if (q)
2920                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2921                                  else
2922                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2923                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2924                                  break;
2925                                }
2926
2927                            for (loop_num = this_loop_num;
2928                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2929                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2930                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2931
2932                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2933                            if (! r)
2934                              abort ();
2935                          }
2936
2937                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2938                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2939                           The easiest way to do this is to just call
2940                           mark_loop_jump again for P.  */
2941                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2942
2943                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2944                           delete INSN.  */
2945                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2946                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2947                                == next_real_insn (insn)))
2948                          delete_insn (insn);
2949                      }
2950
2951                     /* Continue the loop after where the conditional
2952                        branch used to jump, since the only branch insn
2953                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2954                        branch and hence needs no processing.  */
2955                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2956
2957                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2958                       delete_insn (cond_label);
2959
2960                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2961                     insn = PREV_INSN (insn);
2962                   }
2963               }
2964           }
2965       }
2966 }
2967
2968 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2969    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2970
2971    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2972
2973 static void
2974 mark_loop_jump (x, loop_num)
2975      rtx x;
2976      int loop_num;
2977 {
2978   int dest_loop;
2979   int outer_loop;
2980   int i;
2981
2982   switch (GET_CODE (x))
2983     {
2984     case PC:
2985     case USE:
2986     case CLOBBER:
2987     case REG:
2988     case MEM:
2989     case CONST_INT:
2990     case CONST_DOUBLE:
2991     case RETURN:
2992       return;
2993
2994     case CONST:
2995       /* There could be a label reference in here.  */
2996       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2997       return;
2998
2999     case PLUS:
3000     case MINUS:
3001     case MULT:
3002       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
3003       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3004       return;
3005
3006     case LO_SUM:
3007       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3008       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3009       return;
3010
3011     case SIGN_EXTEND:
3012     case ZERO_EXTEND:
3013       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
3014       return;
3015
3016     case LABEL_REF:
3017       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3018
3019       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3020          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3021          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3022          false.  */
3023
3024       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3025          since this does not count as a loop exit.  */
3026       if (dest_loop != -1)
3027         {
3028           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
3029                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3030             if (outer_loop == loop_num)
3031               break;
3032         }
3033       else
3034         outer_loop = -1;
3035
3036       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
3037         {
3038           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3039           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
3040           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
3041
3042           for (outer_loop = loop_num;
3043                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
3044                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3045             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
3046         }
3047
3048       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3049          by it, it invalidates at least one loop.  */
3050
3051       if (dest_loop == -1)
3052         return;
3053
3054       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3055          label, except those that also contain the jump insn.  */
3056
3057       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
3058         {
3059           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3060           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3061                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3062             if (dest_loop == outer_loop)
3063               return;
3064
3065           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3066           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
3067             fprintf (loop_dump_stream,
3068                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3069                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
3070
3071           loop_invalid[dest_loop] = 1;
3072         }
3073       return;
3074
3075     case SET:
3076       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3077       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3078         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
3079       return;
3080
3081     case IF_THEN_ELSE:
3082       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3083       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
3084       return;
3085
3086     case PARALLEL:
3087     case ADDR_VEC:
3088       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3089         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
3090       return;
3091
3092     case ADDR_DIFF_VEC:
3093       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3094         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
3095       return;
3096
3097     default:
3098       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3099          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3100          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3101          loop and any containing loops as invalid.  */
3102       if (loop_num != -1)
3103         {
3104           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3105                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3106             {
3107               if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[outer_loop])
3108                 fprintf (loop_dump_stream,
3109                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3110                          INSN_UID (loop_number_loop_starts[outer_loop]));
3111               loop_invalid[outer_loop] = 1;
3112             }
3113         }
3114       return;
3115     }
3116 }
3117 \f
3118 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3119    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3120    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3121    been previously created by loop.c).  */
3122
3123 static int
3124 labels_in_range_p (insn, end)
3125      rtx insn;
3126      int end;
3127 {
3128   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3129     {
3130       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3131         return 1;
3132       insn = NEXT_INSN (insn);
3133     }
3134
3135   return 0;
3136 }
3137
3138 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3139
3140 static void
3141 note_addr_stored (x, y)
3142      rtx x;
3143      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3144 {
3145   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3146     return;
3147
3148   /* Count number of memory writes.
3149      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3150   num_mem_sets++;
3151
3152   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3153   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3154     unknown_address_altered = 1;
3155
3156   if (unknown_address_altered)
3157     return;
3158
3159   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3160 }
3161 \f
3162 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3163
3164    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3165
3166    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3167    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3168    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3169
3170 int
3171 invariant_p (x)
3172      register rtx x;
3173 {
3174   register int i;
3175   register enum rtx_code code;
3176   register const char *fmt;
3177   int conditional = 0;
3178   rtx mem_list_entry;
3179
3180   if (x == 0)
3181     return 1;
3182   code = GET_CODE (x);
3183   switch (code)
3184     {
3185     case CONST_INT:
3186     case CONST_DOUBLE:
3187     case SYMBOL_REF:
3188     case CONST:
3189       return 1;
3190
3191     case LABEL_REF:
3192       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3193          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3194          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3195          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3196          the address of this label into a register might get moved outside
3197          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3198
3199          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3200          labels.  */
3201       if (flag_unroll_loops)
3202         return 0;
3203       else
3204         return 1;
3205
3206     case PC:
3207     case CC0:
3208     case UNSPEC_VOLATILE:
3209       return 0;
3210
3211     case REG:
3212       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3213          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3214
3215       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3216            || x == arg_pointer_rtx)
3217           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3218         return 1;
3219
3220       if (this_loop_info.has_call
3221           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3222         return 0;
3223
3224       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3225         return 2;
3226
3227       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3228
3229     case MEM:
3230       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3231          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3232          will be rejected also.  */
3233       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3234         return 0;
3235
3236       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3237          invariant if their address is.  */
3238       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3239         break;
3240
3241       /* If we had a subroutine call, any location in memory could have been
3242          clobbered.  */
3243       if (unknown_address_altered)
3244         return 0;
3245
3246       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3247       mem_list_entry = loop_store_mems;
3248       while (mem_list_entry)
3249         {
3250           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3251                                x, rtx_varies_p))
3252             return 0;
3253           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3254         }
3255
3256       /* It's not invalidated by a store in memory
3257          but we must still verify the address is invariant.  */
3258       break;
3259
3260     case ASM_OPERANDS:
3261       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3262       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3263         return 0;
3264       break;
3265
3266     default:
3267       break;
3268     }
3269
3270   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3271   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3272     {
3273       if (fmt[i] == 'e')
3274         {
3275           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3276           if (tem == 0)
3277             return 0;
3278           if (tem == 2)
3279             conditional = 1;
3280         }
3281       else if (fmt[i] == 'E')
3282         {
3283           register int j;
3284           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3285             {
3286               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3287               if (tem == 0)
3288                 return 0;
3289               if (tem == 2)
3290                 conditional = 1;
3291             }
3292
3293         }
3294     }
3295
3296   return 1 + conditional;
3297 }
3298
3299 \f
3300 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3301    are INSN and the immediately following insns,
3302    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3303    (not counting uses of REG in them).
3304
3305    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3306
3307    We assume that INSN itself is the first set of REG
3308    and that its source is invariant.  */
3309
3310 static int
3311 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3312      int n_sets;
3313      rtx reg, insn;
3314 {
3315   register rtx p = insn;
3316   register int regno = REGNO (reg);
3317   rtx temp;
3318   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3319   int count = n_sets - 1;
3320   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3321   int value = 0;
3322   int this;
3323
3324   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3325   if (n_sets == 127)
3326     return 0;
3327
3328   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3329
3330   while (count > 0)
3331     {
3332       register enum rtx_code code;
3333       rtx set;
3334
3335       p = NEXT_INSN (p);
3336       code = GET_CODE (p);
3337
3338       /* If library call, skip to end of it.  */
3339       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3340         p = XEXP (temp, 0);
3341
3342       this = 0;
3343       if (code == INSN
3344           && (set = single_set (p))
3345           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3346           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3347         {
3348           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3349           if (this != 0)
3350             value |= this;
3351           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3352             {
3353               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3354                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3355                  notes are OK.  */
3356               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3357                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3358                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3359               if (this != 0)
3360                 value |= this;
3361             }
3362         }
3363       if (this != 0)
3364         count--;
3365       else if (code != NOTE)
3366         {
3367           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3368           return 0;
3369         }
3370     }
3371
3372   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3373   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3374   return 1 + (value & 2);
3375 }
3376
3377 #if 0
3378 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3379    to be moved, so we no longer test it.  */
3380
3381 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3382    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3383
3384 static int
3385 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3386      rtx reg, insn;
3387      short *table;
3388 {
3389   register rtx p = insn;
3390   register int regno = REGNO (reg);
3391
3392   while (1)
3393     {
3394       register enum rtx_code code;
3395       p = NEXT_INSN (p);
3396       code = GET_CODE (p);
3397       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3398         return 1;
3399       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3400           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3401           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3402         {
3403           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3404             return 0;
3405         }
3406     }
3407 }
3408 #endif /* 0 */
3409 \f
3410 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3411    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3412    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3413
3414 static void
3415 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3416      rtx insn;
3417      rtx x;
3418      varray_type usage;
3419 {
3420   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3421   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3422   int i, j;
3423
3424   if (code == REG)
3425     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3426       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0
3427          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3428         ? const0_rtx : insn;
3429
3430   else if (code == SET)
3431     {
3432       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3433          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3434          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3435          for it.  */
3436       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3437         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3438       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3439     }
3440   else
3441     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3442       {
3443         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3444           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3445         else if (fmt[i] == 'E')
3446           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3447             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3448       }
3449 }
3450 \f
3451 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3452    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3453
3454 static void
3455 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3456      rtx insn, x;
3457      varray_type may_not_move;
3458      rtx *last_set;
3459 {
3460   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3461     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3462        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3463     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3464
3465   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3466     {
3467       rtx dest = SET_DEST (x);
3468       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3469              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3470              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3471              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3472         dest = XEXP (dest, 0);
3473       if (GET_CODE (dest) == REG)
3474         {
3475           register int regno = REGNO (dest);
3476           /* If this is the first setting of this reg
3477              in current basic block, and it was set before,
3478              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3479              be moved out of the loop.  */
3480           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0
3481               && last_set[regno] == 0)
3482             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3483           /* If this is not first setting in current basic block,
3484              see if reg was used in between previous one and this.
3485              If so, neither one can be moved.  */
3486           if (last_set[regno] != 0
3487               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3488             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3489           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3490             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3491           last_set[regno] = insn;
3492         }
3493     }
3494 }
3495
3496 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3497    that is modified by an insn between FROM and TO.
3498    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3499    stop incrementing it, to avoid overflow.
3500
3501    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3502    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3503    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3504    in which case this processing is not done.
3505
3506    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3507    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3508
3509 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3510    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3511
3512 static void
3513 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3514      register rtx from, to;
3515      varray_type may_not_move;
3516      varray_type single_usage;
3517      int *count_ptr;
3518      int nregs;
3519 {
3520   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3521   register rtx insn;
3522   register int count = 0;
3523
3524   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3525   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3526     {
3527       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3528         {
3529           ++count;
3530
3531           /* Record registers that have exactly one use.  */
3532           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3533
3534           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3535           if (REG_NOTES (insn))
3536             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3537
3538           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3539               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3540             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3541           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3542             {
3543               register int i;
3544               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3545                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3546                                may_not_move, last_set);
3547             }
3548         }
3549
3550       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3551         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3552     }
3553   *count_ptr = count;
3554 }
3555 \f
3556 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3557    and that is entered at SCAN_START,
3558    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3559    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3560    from the loop entry point.
3561
3562    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3563    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3564    from an inner loop past two loops.  */
3565
3566 static int
3567 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3568      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3569 {
3570   rtx reg = SET_DEST (set);
3571   rtx p;
3572
3573   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3574      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3575   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3576     {
3577       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3578           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3579         return 1;
3580
3581       if (p == loop_end)
3582         p = loop_start;
3583     }
3584
3585   return 0;
3586 }
3587 \f
3588 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3589    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3590 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3591    value is a linear function of a biv.  */
3592
3593 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3594    Givs by `general_induction_var'.  */
3595
3596 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3597    induction variable, and if so what type.  */
3598
3599 varray_type reg_iv_type;
3600
3601 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3602    if register is an induction variable.  This holds general info for
3603    all induction variables.  */
3604
3605 varray_type reg_iv_info;
3606
3607 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3608    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3609    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3610    to.  */
3611
3612 struct iv_class **reg_biv_class;
3613
3614 /* The head of a list which links together (via the next field)
3615    every iv class for the current loop.  */
3616
3617 struct iv_class *loop_iv_list;
3618
3619 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3620    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3621    separately.  */
3622 int first_increment_giv, last_increment_giv;
3623
3624 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3625
3626 static rtx note_insn;
3627
3628 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3629
3630 static rtx addr_placeholder;
3631
3632 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3633    for the strength reduction code.  */
3634
3635 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3636    bivs, may cause problems.  */
3637
3638 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3639    performance problems.
3640
3641    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3642    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3643    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3644    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3645    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3646    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3647
3648 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3649    positive.  */
3650
3651 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3652    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3653    e.g. the VAX acb insn.  */
3654
3655 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3656    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3657    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3658 \f
3659 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
3660
3661    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3662    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3663    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3664    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3665    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.
3666
3667    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3668    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3669    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3670    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.
3671    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
3672
3673 static void
3674 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3675                  loop_start, loop_end, loop_info, loop_cont, unroll_p, bct_p)
3676      rtx scan_start;
3677      rtx end;
3678      rtx loop_top;
3679      int insn_count;
3680      rtx loop_start;
3681      rtx loop_end;
3682      struct loop_info *loop_info;
3683      rtx loop_cont;
3684      int unroll_p, bct_p ATTRIBUTE_UNUSED;
3685 {
3686   rtx p;
3687   rtx set;
3688   rtx inc_val;
3689   rtx mult_val;
3690   rtx dest_reg;
3691   rtx *location;
3692   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3693      iteration.  */
3694   int not_every_iteration = 0;
3695   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3696      loop iteration.  */
3697   int maybe_multiple = 0;
3698   /* This is 1 if we have past a branch back to the top of the loop
3699      (aka a loop latch).  */
3700   int past_loop_latch = 0;
3701   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3702   struct iv_class *bl, **backbl;
3703   /* Ratio of extra register life span we can justify
3704      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3705      since in that case saving an insn makes more difference
3706      and more registers are available.  */
3707   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3708   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3709   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3710   rtx *reg_map;
3711   int reg_map_size;
3712   int call_seen;
3713   rtx test;
3714   rtx end_insert_before;
3715   int loop_depth = 0;
3716   int n_extra_increment;
3717   int unrolled_insn_copies;
3718
3719   /* If scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3720      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3721   if (prev_nonnote_insn (scan_start) != prev_nonnote_insn (loop_start))
3722     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (scan_start, loop_start, loop_end);
3723
3724   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3725   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3726   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3727     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3728   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3729                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3730
3731   loop_iv_list = 0;
3732   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3733
3734   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3735      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3736      order (i.e. loop order).
3737
3738      If loop_end is the end of the current function, then emit a
3739      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3740      dummy note insn.  */
3741   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3742     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3743   else
3744     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3745
3746   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3747
3748   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3749        p != NULL_RTX;
3750        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3751     {
3752       if (GET_CODE (p) == INSN
3753           && (set = single_set (p))
3754           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3755         {
3756           dest_reg = SET_DEST (set);
3757           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3758               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3759               && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
3760             {
3761               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3762                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
3763                                        &location))
3764                 {
3765                   /* It is a possible basic induction variable.
3766                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3767
3768                   struct induction *v
3769                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3770
3771                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
3772                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3773                   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
3774                 }
3775               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3776                 REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
3777             }
3778         }
3779
3780       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3781          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3782          jump insn between here and the end of the loop either
3783          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3784          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3785
3786       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3787         {
3788           rtx insn = p;
3789
3790           maybe_multiple = 0;
3791
3792           while (1)
3793             {
3794               insn = NEXT_INSN (insn);
3795               if (insn == scan_start)
3796                 break;
3797               if (insn == end)
3798                 {
3799                   if (loop_top != 0)
3800                     insn = loop_top;
3801                   else
3802                     break;
3803                   if (insn == scan_start)
3804                     break;
3805                 }
3806
3807               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3808                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3809                   && (! condjump_p (insn)
3810                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3811                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3812                           && ! loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3813                 {
3814                   maybe_multiple = 1;
3815                   break;
3816                 }
3817             }
3818         }
3819
3820       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3821          on whether they will be executed during each iteration.  */
3822       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3823          code in scan_loop.  */
3824       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3825           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3826              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3827              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3828              will be executed if the loop is executed.  */
3829           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3830                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3831                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3832         {
3833           rtx label = 0;
3834
3835           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3836              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3837              loop_number_exits_labels list.  */
3838
3839           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3840                label;
3841                label = LABEL_NEXTREF (label))
3842             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3843               break;
3844
3845           if (! label)
3846             not_every_iteration = 1;
3847         }
3848
3849       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3850         {
3851           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3852              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3853              even though the exit code has been duplicated.
3854
3855              Insns are also again known to be executed each iteration at
3856              the LOOP_CONT note.  */
3857           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3858                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3859               && loop_depth == 0)
3860             not_every_iteration = 0;
3861           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3862             loop_depth++;
3863           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3864             loop_depth--;
3865         }
3866
3867       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
3868          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
3869          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
3870          a new loop iteration.
3871
3872          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
3873          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
3874          which immediately follows LOOP_START.  */
3875       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop_start))
3876         past_loop_latch = 1;
3877
3878       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3879          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3880          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3881          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3882
3883          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3884          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
3885          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
3886          executed each iteration.  */
3887
3888       if (not_every_iteration
3889           && ! past_loop_latch
3890           && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3891           && no_labels_between_p (p, loop_end)
3892           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
3893         not_every_iteration = 0;
3894     }
3895
3896   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3897      Make a sanity check against n_times_set.  */
3898   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3899     {
3900       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3901           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3902           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3903           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3904           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3905              move.  So leave it alone.  */
3906           || ! bl->incremented)
3907         {
3908           if (loop_dump_stream)
3909             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3910                      bl->regno,
3911                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3912                       ? "not induction variable"
3913                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3914                          : "count error")));
3915
3916           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3917           *backbl = bl->next;
3918         }
3919       else
3920         {
3921           backbl = &bl->next;
3922
3923           if (loop_dump_stream)
3924             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3925         }
3926     }
3927
3928   /* Exit if there are no bivs.  */
3929   if (! loop_iv_list)
3930     {
3931       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3932          strength reduction info available.  */
3933       if (unroll_p)
3934         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
3935                      loop_info, 0);
3936
3937       goto egress;
3938     }
3939
3940   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3941      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3942
3943   call_seen = 0;
3944   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3945     {
3946       note_insn = p;
3947
3948       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3949         call_seen = 1;
3950
3951       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3952           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3953         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3954
3955       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3956          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3957          constants and registers and only certain of those.  */
3958       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3959           && JUMP_LABEL (p) != 0
3960           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3961           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3962           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3963           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3964           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3965           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3966           && bl->init_insn == 0)
3967         {
3968           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3969           if (GET_CODE (test) == NE)
3970             {
3971               bl->init_insn = p;
3972               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3973                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3974             }
3975           else
3976             bl->initial_test = test;
3977         }
3978     }
3979
3980   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3981      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3982      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3983   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3984     {
3985       rtx src;
3986       rtx note;
3987
3988       if (! bl->init_insn)
3989         continue;
3990
3991       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3992          is a constant, use the value of that.  */
3993       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3994            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3995           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3996               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3997         src = XEXP (note, 0);
3998       else
3999         src = SET_SRC (bl->init_set);
4000
4001       if (loop_dump_stream)
4002         fprintf (loop_dump_stream,
4003                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
4004                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
4005
4006       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
4007            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4008           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
4009         {
4010           bl->initial_value = src;
4011
4012           if (loop_dump_stream)
4013             {
4014               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
4015                 {
4016                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
4017                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
4018                 }
4019               else
4020                 {
4021                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
4022                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4023                 }
4024             }
4025         }
4026       else
4027         {
4028           struct iv_class *bl2 = 0;
4029           rtx increment = NULL_RTX;
4030
4031           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
4032              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
4033              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
4034              For simplicity, we only handle the case where there is but a
4035              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
4036           if (bl->biv_count == 1
4037               && bl->regno < max_reg_before_loop
4038               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4039               && GET_CODE (src) == PLUS
4040               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
4041               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4042               && ((increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end))
4043                   != NULL_RTX))
4044             {
4045               int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4046
4047               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4048                 if (bl2->regno == regno)
4049                   break;
4050             }
4051
4052           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4053           if (bl2
4054               && bl2->biv_count == 1
4055               && rtx_equal_p (increment,
4056                               biv_total_increment (bl2, loop_start, loop_end))
4057               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4058                  without any intervening labels.  */
4059               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4060                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4061               /* The register from BL2 must be set before the register from
4062                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4063                  the former set.  Currently there can't be any labels
4064                  in-between when biv_total_increment returns nonzero both times
4065                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4066                  gets used to set always_computable.  */
4067               && (loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4068                   ? no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4069                   : (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4070                                            bl2->biv->insn)
4071                      && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4072               && validate_change (bl->biv->insn,
4073                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4074                                   copy_rtx (src), 0))
4075             {
4076               int loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
4077               rtx dominator = loop_number_cont_dominator[loop_num];
4078               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4079               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4080               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4081
4082               if (loop_dump_stream)
4083                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4084               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4085               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4086               reg_biv_class[bl->regno] = NULL_PTR;
4087               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4088                  before the first giv use.  */
4089               if (dominator
4090                   && ! loop_insn_first_p (dominator, scan_start)
4091                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4092                                           dominator)
4093                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4094                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4095                 {
4096                   rtx p;
4097                   rtx next;
4098
4099                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4100                     {
4101                       if ((GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) == 'i'
4102                            && (reg_mentioned_p (giv, PATTERN (next))
4103                                || reg_set_p (bl2->biv->src_reg, next)))
4104                           || GET_CODE (next) == JUMP_INSN)
4105                         break;
4106 #ifdef HAVE_cc0
4107                       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) != 'i'
4108                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4109 #endif
4110                         dominator = next;
4111                     }
4112                   if (loop_dump_stream)
4113                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4114                              INSN_UID (dominator));
4115                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4116                      and adjusting all luids in the range.  */
4117                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4118                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4119                     p = PREV_INSN (p);
4120                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4121                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4122                      this giv, delete it.  */
4123                   if (single_set (bl->init_insn)
4124                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4125                     delete_insn (bl->init_insn);
4126                 }
4127               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4128                 {
4129                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4130                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4131                     p = PREV_INSN (p);
4132                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4133                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4134                                  INSN_LUID (p));
4135                 }
4136               /* Remove this biv from the chain.  */
4137               if (bl->next)
4138                 {
4139                   /* We move the following giv from *bl->next into *bl.
4140                      We have to update reg_biv_class for that moved biv
4141                      to point to its new address.  */
4142                   *bl = *bl->next;
4143                   reg_biv_class[bl->regno] = bl;
4144                 }
4145               else
4146                 {
4147                   *backbl = 0;
4148                   break;
4149                 }
4150             }
4151
4152           /* If we can't make it a giv,
4153              let biv keep initial value of "itself".  */
4154           else if (loop_dump_stream)
4155             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4156         }
4157     }
4158
4159   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4160      all but the last increment into a giv.  */
4161
4162   /* Get an upper bound for the number of registers
4163      we might have after all bivs have been processed.  */
4164   first_increment_giv = max_reg_num ();
4165   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4166     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4167
4168   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4169      replacements to take place, since this could loose the volatile markers.  */
4170   if (n_extra_increment  && ! loop_info->has_volatile)
4171     {
4172       int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4173
4174       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4175       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4176       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4177
4178       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4179         {
4180           struct induction **vp, *v, *next;
4181           int biv_dead_after_loop = 0;
4182
4183           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this first.  */
4184           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4185             {
4186               next = v->next_iv;
4187               v->next_iv = bl->biv;
4188               bl->biv = v;
4189             }
4190
4191           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4192              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4193              would mean that we'd be missing an increment for the final
4194              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4195              the first part of the test to set bl->eliminable.
4196              We don't check here if we can calculate the final value, since
4197              this can't succeed if we already know that there is a jump
4198              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4199              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4200              implies that the jump destination is outside the loop.
4201              If we want to make this check more sophisticated, we should
4202              check each branch between v->insn and next->insn individually
4203              to see if the biv is dead at its destination.  */
4204
4205           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4206               && bl->init_insn
4207               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4208               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4209                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4210 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4211               && ! bl->nonneg
4212 #endif
4213               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4214             biv_dead_after_loop = 1;
4215
4216           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4217             {
4218               HOST_WIDE_INT offset;
4219               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn, note;
4220               int old_regno, new_regno;
4221
4222               if (! v->always_executed
4223                   || v->maybe_multiple
4224                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4225                   || ! next->always_executed
4226                   || next->maybe_multiple
4227                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4228                   || v->mult_val != const1_rtx
4229                   || next->mult_val != const1_rtx
4230                   || ! (biv_dead_after_loop
4231                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4232                 {
4233                   vp = &v->next_iv;
4234                   continue;
4235                 }
4236               offset = INTVAL (v->add_val);
4237               set = single_set (v->insn);
4238               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4239               old_reg = v->dest_reg;
4240               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4241
4242               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4243                  have been allocated with some slop space, so we may not
4244                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4245                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4246               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4247                 {
4248                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4249                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4250                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4251                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4252                   VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
4253                 }
4254
4255               if (! validate_change (next->insn, next->location, add_val, 0))
4256                 {
4257                   vp = &v->next_iv;
4258                   continue;
4259                 }
4260
4261               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4262                  it into the uses.  */
4263
4264               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4265
4266               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4267                    p != next->insn;
4268                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4269                 {
4270                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4271                     continue;
4272                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4273                     {
4274                       last_use_insn = p;
4275                     }
4276                 }
4277
4278               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4279                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4280                  of an inner loop, so there is little point in making this
4281                  a DEST_REG giv anyways.  */
4282               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4283                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4284                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4285                 {
4286                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4287                   if (! validate_change (next->insn, next->location,
4288                       next->add_val, 0))
4289                     abort ();
4290                   vp = &v->next_iv;
4291                   continue;
4292                 }
4293               next->add_val = add_val;
4294               v->dest_reg = dest_reg;
4295               v->giv_type = DEST_REG;
4296               v->location = &SET_SRC (set);
4297               v->cant_derive = 0;
4298               v->combined_with = 0;
4299               v->maybe_dead = 0;
4300               v->derive_adjustment = 0;
4301               v->same = 0;
4302               v->ignore = 0;
4303               v->new_reg = 0;
4304               v->final_value = 0;
4305               v->same_insn = 0;
4306               v->auto_inc_opt = 0;
4307               v->unrolled = 0;
4308               v->shared = 0;
4309               v->derived_from = 0;
4310               v->always_computable = 1;
4311               v->always_executed = 1;
4312               v->replaceable = 1;
4313               v->no_const_addval = 0;
4314
4315               old_regno = REGNO (old_reg);
4316               new_regno = REGNO (dest_reg);
4317               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4318               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4319               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4320               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4321               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4322
4323               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4324               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4325
4326               /* If next_insn has a REG_EQUAL note that mentiones OLD_REG,
4327                  it must be replaced.  */
4328               note = find_reg_note (next->insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
4329               if (note && reg_mentioned_p (old_reg, XEXP (note, 0)))
4330                 XEXP (note, 0) = copy_rtx (SET_SRC (single_set (next->insn)));
4331
4332               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4333                  and record it as a giv.  */
4334               *vp = next;
4335               bl->biv_count--;
4336               v->next_iv = bl->giv;
4337               bl->giv = v;
4338               bl->giv_count++;
4339               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4340               bl->total_benefit += v->benefit;
4341
4342               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4343                  the replaced increment and the next increment, and
4344                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4345               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4346                    p != next->insn;
4347                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4348                 {
4349                   rtx note;
4350
4351                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4352                     continue;
4353                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4354                     {
4355                       last_use_insn = p;
4356                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4357                         abort ();
4358                     }
4359                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4360                     {
4361                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4362                         XEXP (note, 0)
4363                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4364                     }
4365                 }
4366
4367               v->last_use = last_use_insn;
4368               v->lifetime = INSN_LUID (v->insn) - INSN_LUID (last_use_insn);
4369               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4370                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4371                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4372               if (v->lifetime == 0)
4373                 v->ignore = 1;
4374
4375               if (loop_dump_stream)
4376                 fprintf (loop_dump_stream,
4377                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4378                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4379             }
4380         }
4381     }
4382   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4383
4384   /* Search the loop for general induction variables.  */
4385
4386   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4387      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4388
4389   not_every_iteration = 0;
4390   loop_depth = 0;
4391   maybe_multiple = 0;
4392   p = scan_start;
4393   while (1)
4394     {
4395       p = NEXT_INSN (p);
4396       /* At end of a straight-in loop, we are done.
4397          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
4398       if (p == scan_start)
4399         break;
4400       if (p == end)
4401         {
4402           if (loop_top != 0)
4403             p = loop_top;
4404           else
4405             break;
4406           if (p == scan_start)
4407             break;
4408         }
4409
4410       /* Look for a general induction variable in a register.  */
4411       if (GET_CODE (p) == INSN
4412           && (set = single_set (p))
4413           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4414           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
4415         {
4416           rtx src_reg;
4417           rtx add_val;
4418           rtx mult_val;
4419           int benefit;
4420           rtx regnote = 0;
4421           rtx last_consec_insn;
4422
4423           dest_reg = SET_DEST (set);
4424           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4425             continue;
4426
4427           if (/* SET_SRC is a giv.  */
4428               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4429                                       &mult_val, 0, &benefit)
4430                /* Equivalent expression is a giv.  */
4431                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4432                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4433                                              &add_val, &mult_val, 0,
4434                                              &benefit)))
4435               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4436                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4437               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4438               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4439               && dest_reg != src_reg
4440               /* This must be the only place where the register is set.  */
4441               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
4442                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4443                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
4444                                                  src_reg, dest_reg,
4445                                                  &add_val, &mult_val,
4446                                                  &last_consec_insn))))
4447             {
4448               struct induction *v
4449                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
4450
4451               /* If this is a library call, increase benefit.  */
4452               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4453                 benefit += libcall_benefit (p);
4454
4455               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4456               if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
4457                 p = last_consec_insn;
4458
4459               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4460                           DEST_REG, not_every_iteration, maybe_multiple,
4461                           NULL_PTR, loop_start, loop_end);
4462
4463             }
4464         }
4465
4466 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4467       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4468       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4469          still does.  */
4470       if (GET_CODE (p) == INSN)
4471         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, maybe_multiple,
4472                        loop_start, loop_end);
4473 #endif
4474
4475       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4476          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4477       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4478         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4479         update_giv_derive (p);
4480
4481       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
4482          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
4483          every jump insn between here and the end of the loop either
4484          returns, exits the loop, is a forward jump, or is a jump
4485          to the loop start.  */
4486
4487       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4488         {
4489           rtx insn = p;
4490
4491           maybe_multiple = 0;
4492
4493           while (1)
4494             {
4495               insn = NEXT_INSN (insn);
4496               if (insn == scan_start)
4497                 break;
4498               if (insn == end)
4499                 {
4500                   if (loop_top != 0)
4501                     insn = loop_top;
4502                   else
4503                     break;
4504                   if (insn == scan_start)
4505                     break;
4506                 }
4507
4508               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
4509                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
4510                   && (! condjump_p (insn)
4511                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
4512                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
4513                           && (INSN_UID (JUMP_LABEL (insn)) >= max_uid_for_loop
4514                               || INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop
4515                               || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (insn))
4516                                   < INSN_LUID (insn))))))
4517                 {
4518                   maybe_multiple = 1;
4519                   break;
4520                 }
4521             }
4522         }
4523
4524       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4525          on whether they will be executed during each iteration.  */
4526       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4527          code in scan_loop.  */
4528       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4529           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4530              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4531              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4532              will be executed if the loop is executed.  */
4533           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4534                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4535                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4536         {
4537           rtx label = 0;
4538
4539           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4540              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4541              loop_number_exits_labels list.  */
4542
4543           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4544                label;
4545                label = LABEL_NEXTREF (label))
4546             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4547               break;
4548
4549           if (! label)
4550             not_every_iteration = 1;
4551         }
4552
4553       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4554         {
4555           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4556              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4557              even though the exit code has been duplicated.
4558
4559              Insns are also again known to be executed each iteration at
4560              the LOOP_CONT note.  */
4561           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
4562                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
4563               && loop_depth == 0)
4564             not_every_iteration = 0;
4565           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4566             loop_depth++;
4567           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4568             loop_depth--;
4569         }
4570
4571       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4572          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4573          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4574          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4575
4576          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4577          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4578          will be executed each iteration.  */
4579
4580       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4581           && no_labels_between_p (p, loop_end)
4582           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
4583         not_every_iteration = 0;
4584     }
4585
4586   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4587      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4588      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4589      fail if the iteration variable is a giv.  */
4590
4591   loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info);
4592
4593   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4594      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4595      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4596      so that final_giv_value will work correctly.  */
4597
4598   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4599     {
4600       struct induction *v;
4601
4602       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4603         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4604           check_final_value (v, loop_start, loop_end, loop_info->n_iterations);
4605     }
4606
4607   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4608      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4609      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4610   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info);
4611
4612   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4613      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4614      reg_iv_type for a suitable size.  */
4615   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4616   reg_map = (rtx *) alloca (reg_map_size * sizeof (rtx));
4617   bzero ((char *) reg_map, reg_map_size * sizeof (rtx));
4618
4619   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4620      variable elimination.  */
4621
4622   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4623     {
4624       struct induction *v;
4625       int benefit;
4626       int all_reduced;
4627       rtx final_value = 0;
4628       unsigned int nregs;
4629
4630       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4631          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4632          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4633          what its final value will be.
4634
4635          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4636          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4637          this biv.  */
4638
4639       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4640          We aren't concerned with any uses of the biv between
4641          init_insn and loop_start since these won't be affected
4642          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4643          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4644          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4645
4646       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4647            && bl->init_insn
4648            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4649            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4650 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4651            && ! bl->nonneg
4652 #endif
4653            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4654           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end,
4655                                               loop_info->n_iterations))
4656 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4657               && ! bl->nonneg
4658 #endif
4659               ))
4660         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4661                                               threshold, insn_count);
4662       else
4663         {
4664           if (loop_dump_stream)
4665             {
4666               fprintf (loop_dump_stream,
4667                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4668                        bl->regno);
4669               fprintf (loop_dump_stream,
4670                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4671                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4672                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4673             }
4674         }
4675
4676       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4677       combine_givs (bl);
4678
4679       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4680          biv have been strength reduced.
4681          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4682       all_reduced = 1;
4683
4684       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4685          it.  Skip giv's combined with others.  */
4686       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4687         {
4688           struct induction *tv;
4689
4690           if (v->ignore || v->same)
4691             continue;
4692
4693           benefit = v->benefit;
4694
4695           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4696              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4697              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4698              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4699              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4700              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4701              a cost.  Similar situations exist.  */
4702           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4703              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4704              be necessary.  */
4705           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4706               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4707             benefit -= copy_cost;
4708
4709           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4710              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4711           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4712
4713           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4714              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4715              This decision can be made independently for each giv.  */
4716
4717 #ifdef AUTO_INC_DEC
4718           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4719              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4720              add_cost that was done above).  */
4721           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4722               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4723             {
4724               if (HAVE_POST_INCREMENT
4725                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4726                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4727               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4728                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4729                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4730               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4731                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4732                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4733               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4734                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4735                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4736             }
4737 #endif
4738
4739           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4740              flag, and clear all_reduced.  */
4741
4742           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4743              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4744              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4745              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4746              exit.  */
4747
4748           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4749               && ! bl->reversed )
4750             {
4751               if (loop_dump_stream)
4752                 fprintf (loop_dump_stream,
4753                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4754                          INSN_UID (v->insn),
4755                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4756               v->ignore = 1;
4757               all_reduced = 0;
4758             }
4759           else
4760             {
4761               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4762                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4763
4764               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4765                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4766                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4767                   {
4768                     if (loop_dump_stream)
4769                       fprintf (loop_dump_stream,
4770                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4771                                INSN_UID (v->insn));
4772                     v->ignore = 1;
4773                     all_reduced = 0;
4774                     break;
4775                   }
4776             }
4777         }
4778
4779       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4780          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4781          dead and should not be used to derive another giv nor to
4782          eliminate a biv.  */
4783       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4784         {
4785           if (v->ignore
4786               || (v->same && v->same->ignore))
4787             continue;
4788
4789           if (v->last_use)
4790             {
4791               struct induction *v1;
4792
4793               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4794                 if (v->last_use == v1->insn)
4795                   v->maybe_dead = 1;
4796             }
4797           else if (v->giv_type == DEST_REG
4798               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4799             {
4800               struct induction *v1;
4801
4802               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4803                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4804                   v->maybe_dead = 1;
4805             }
4806         }
4807
4808       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4809          combinations to reduce register pressure.
4810          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4811          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4812          reallocation here since it allows to check if there are still
4813          more bivs to process.  */
4814       nregs = max_reg_num ();
4815       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4816         {
4817           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4818              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4819           if (bl->next)
4820             nregs += nregs / 4;
4821           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4822           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4823           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4824         }
4825       recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p);
4826
4827       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4828
4829       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4830         {
4831           struct induction *tv;
4832           if (! v->ignore && v->same == 0)
4833             {
4834               int auto_inc_opt = 0;
4835
4836               /* If the code for derived givs immediately below has already
4837                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4838               if (! v->new_reg)
4839                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4840
4841               if (v->derived_from)
4842                 {
4843                   struct induction *d = v->derived_from;
4844
4845                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4846                      to replace it in v->insn now.  */
4847                   if (! d->new_reg)
4848                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4849                   PATTERN (v->insn)
4850                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4851                   PATTERN (v->insn)
4852                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4853                   /* For each place where the biv is incremented, add an
4854                      insn to set the new, reduced reg for the giv.
4855                      We used to do this only for biv_count != 1, but
4856                      this fails when there is a giv after a single biv
4857                      increment, e.g. when the last giv was expressed as
4858                      pre-decrement.  */
4859                   for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4860                     {
4861                       /* We always emit reduced giv increments before the
4862                          biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4863                          emitting the add insns for derived givs after the
4864                          biv increment, they pick up the updated value of
4865                          the reduced giv.
4866                          If the reduced giv is processed with
4867                          auto_inc_opt == 1, then it is incremented earlier
4868                          than the biv, hence we'll still pick up the right
4869                          value.
4870                          If it's processed with auto_inc_opt == -1,
4871                          that implies that the biv increment is before the
4872                          first reduced giv's use.  The derived giv's lifetime
4873                          is after the reduced giv's lifetime, hence in this
4874                          case, the biv increment doesn't matter.  */
4875                       emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)), tv->insn);
4876                     }
4877                   continue;
4878                 }
4879
4880 #ifdef AUTO_INC_DEC
4881               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4882                  this is an address giv, then try to put the increment
4883                  immediately after its use, so that flow can create an
4884                  auto-increment addressing mode.  */
4885               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4886                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4887                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4888                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4889                   && ! bl->reversed
4890                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4891                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4892                 {
4893                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4894                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4895                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4896
4897                      We simplify this by looking for the common case where
4898                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4899                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4900                      increment occurs after the address giv, then we can
4901                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4902                      would have to go before other_giv, and we would not be
4903                      able to combine it with the address giv to get an
4904                      auto-inc address.)  */
4905                   if (v->combined_with)
4906                     {
4907                       struct induction *other_giv = 0;
4908
4909                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4910                         if (tv->same == v)
4911                           {
4912                             if (other_giv)
4913                               break;
4914                             else
4915                               other_giv = tv;
4916                           }
4917                       if (! tv && other_giv
4918                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4919                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4920                               == INSN_UID (v->insn))
4921                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4922                         auto_inc_opt = 1;
4923                     }
4924                   /* Check for case where increment is before the address
4925                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4926                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4927                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4928                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4929                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4930                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4931                                && (INSN_LUID (scan_start)
4932                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4933                     auto_inc_opt = -1;
4934                   else
4935                     auto_inc_opt = 1;
4936
4937 #ifdef HAVE_cc0
4938                   {
4939                     rtx prev;
4940
4941                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4942                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4943                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4944                         || (auto_inc_opt == -1
4945                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4946                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4947                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4948                       auto_inc_opt = 0;
4949                   }
4950 #endif
4951
4952                   if (auto_inc_opt)
4953                     v->auto_inc_opt = 1;
4954                 }
4955 #endif
4956
4957               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4958                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4959               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4960                 {
4961                   rtx insert_before;
4962
4963                   if (! auto_inc_opt)
4964                     insert_before = tv->insn;
4965                   else if (auto_inc_opt == 1)
4966                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4967                   else
4968                     insert_before = v->insn;
4969
4970                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4971                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4972                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4973                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4974                     /* A multiply is acceptable here
4975                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4976                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4977                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4978                 }
4979
4980               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4981
4982               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4983                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4984             }
4985         }
4986
4987       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4988          as not reduced.
4989
4990          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4991          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4992          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4993
4994       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4995         {
4996           if (v->same && v->same->ignore)
4997             v->ignore = 1;
4998
4999           if (v->ignore)
5000             continue;
5001
5002           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
5003              replaced.  */
5004           if (v->same)
5005             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
5006                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
5007
5008           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
5009             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
5010                this giv.  */
5011             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
5012           else if (v->replaceable)
5013             {
5014               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
5015
5016 #if 0
5017               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
5018                  this is unnecessary now?  */
5019
5020               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
5021                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
5022
5023                  However, especially when unrolling loops, the special
5024                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
5025                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
5026                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
5027                  We can not delete the original insn, since it may be part
5028                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
5029                  libcalls will fail if it is deleted.  */
5030               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
5031                                v->insn);
5032 #endif
5033             }
5034           else
5035             {
5036               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
5037                  the reduced giv, same as above.  */
5038               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
5039                                v->insn);
5040             }
5041
5042           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
5043              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
5044              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
5045              not replaceable.  The correct final value is the same as the
5046              value that the giv starts the reversed loop with.  */
5047           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
5048             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
5049                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
5050           else if (v->final_value)
5051             {
5052               rtx insert_before;
5053
5054               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5055                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5056                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
5057                  since this is slightly more efficient.  */
5058               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5059                 insert_before = loop_start;
5060               else
5061                 insert_before = end_insert_before;
5062               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
5063                                 insert_before);
5064
5065 #if 0
5066               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
5067                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
5068                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
5069                  every insn in the libcall.  Note, however, that
5070                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
5071                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
5072                  matter that the original insn remains because it is dead
5073                  anyways.  */
5074               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
5075                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
5076               delete_insn (v->insn);
5077 #endif
5078             }
5079
5080           if (loop_dump_stream)
5081             {
5082               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
5083                        INSN_UID (v->insn));
5084               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
5085               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5086             }
5087         }
5088
5089       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
5090          merit it.  */
5091
5092       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
5093          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
5094          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
5095          combined with.
5096
5097          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
5098          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
5099          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
5100          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
5101          used from the simpler giv.  */
5102
5103       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5104         if (! v->maybe_dead && v->same)
5105           v->same->maybe_dead = 0;
5106
5107       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
5108          This won't work if ! all_reduced,
5109          since the givs we planned to use might not have been reduced.
5110
5111          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
5112          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
5113          be used as a biv replacement.
5114
5115          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
5116          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
5117          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
5118          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
5119          replace it with a compare with a constant will fail.
5120
5121          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
5122          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
5123          doing so in the rare cases where it can occur.  */
5124
5125       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
5126           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
5127                                   threshold, insn_count))
5128
5129         {
5130           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
5131              or otherwise drop straight in, based on this test, then
5132              we might want to rewrite it also.  This way some later
5133              pass has more hope of removing the initialization of this
5134              biv entirely.  */
5135
5136           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
5137              and we must emit an insn to set it just in case.
5138
5139              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
5140              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
5141              proper final value for such a biv here anyways.  */
5142           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
5143             {
5144               rtx insert_before;
5145
5146               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5147                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5148                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
5149                  loop, since this is slightly more efficient.  */
5150               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5151                 insert_before = loop_start;
5152               else
5153                 insert_before = end_insert_before;
5154
5155               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
5156                                 end_insert_before);
5157             }
5158
5159 #if 0
5160           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
5161              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
5162              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
5163           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
5164              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
5165              will only succeed when there are multiple exits if the biv
5166              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
5167              insn remains, because it is dead anyways.  */
5168           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5169             delete_insn (v->insn);
5170 #endif
5171
5172           if (loop_dump_stream)
5173             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
5174                      bl->regno);
5175         }
5176     }
5177
5178   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5179      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5180
5181   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5182     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5183         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5184       {
5185         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5186         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5187         INSN_CODE (p) = -1;
5188       }
5189
5190   if (loop_info->n_iterations > 0)
5191     {
5192       /* When we completely unroll a loop we will likely not need the increment
5193          of the loop BIV and we will not need the conditional branch at the
5194          end of the loop.  */
5195       unrolled_insn_copies = insn_count - 2;
5196
5197 #ifdef HAVE_cc0
5198       /* When we completely unroll a loop on a HAVE_cc0 machine we will not
5199          need the comparison before the conditional branch at the end of the
5200          loop.  */
5201       unrolled_insn_copies -= 1;
5202 #endif
5203
5204       /* We'll need one copy for each loop iteration.  */
5205       unrolled_insn_copies *= loop_info->n_iterations;
5206
5207       /* A little slop to account for the ability to remove initialization
5208          code, better CSE, and other secondary benefits of completely
5209          unrolling some loops.  */
5210       unrolled_insn_copies -= 1;
5211
5212       /* Clamp the value.  */
5213       if (unrolled_insn_copies < 0)
5214         unrolled_insn_copies = 0;
5215     }
5216
5217   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5218      induction variable information that strength_reduce has already
5219      collected.  Always unroll loops that would be as small or smaller
5220      unrolled than when rolled.  */
5221   if (unroll_p
5222       || (loop_info->n_iterations > 0
5223           && unrolled_insn_copies <= insn_count))
5224     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
5225                  loop_info, 1);
5226
5227 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5228   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5229   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5230       && flag_branch_on_count_reg)
5231     insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info);
5232 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5233
5234   if (loop_dump_stream)
5235     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5236
5237 egress:
5238   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5239   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5240 }
5241 \f
5242 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5243    compared against in an initial test).
5244
5245    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5246    the current insn and the start of the loop.
5247
5248    INSN is the insn containing X.  */
5249
5250 static int
5251 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5252      rtx x;
5253      rtx insn;
5254      int call_seen;
5255      rtx loop_start;
5256 {
5257   if (CONSTANT_P (x))
5258     return 1;
5259
5260   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5261      we know.  */
5262   if (GET_CODE (x) != REG
5263       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5264     return 0;
5265
5266   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5267      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5268   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5269       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5270           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5271     return 0;
5272
5273   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5274      loop.  */
5275   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5276     return 0;
5277
5278   return 1;
5279 }
5280 \f
5281 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5282    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5283    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5284    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
5285    more thanonce in each loop iteration.  */
5286
5287 static void
5288 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, maybe_multiple, loop_start,
5289                loop_end)
5290      rtx x;
5291      rtx insn;
5292      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5293      rtx loop_start, loop_end;
5294 {
5295   register int i, j;
5296   register enum rtx_code code;
5297   register const char *fmt;
5298
5299   if (x == 0)
5300     return;
5301
5302   code = GET_CODE (x);
5303   switch (code)
5304     {
5305     case REG:
5306     case CONST_INT:
5307     case CONST:
5308     case CONST_DOUBLE:
5309     case SYMBOL_REF:
5310     case LABEL_REF:
5311     case PC:
5312     case CC0:
5313     case ADDR_VEC:
5314     case ADDR_DIFF_VEC:
5315     case USE:
5316     case CLOBBER:
5317       return;
5318
5319     case MEM:
5320       {
5321         rtx src_reg;
5322         rtx add_val;
5323         rtx mult_val;
5324         int benefit;
5325
5326         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5327            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
5328            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5329            this one would not be seen.   */
5330
5331         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5332                                    &mult_val, 1, &benefit))
5333           {
5334             /* Found one; record it.  */
5335             struct induction *v
5336               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5337
5338             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5339                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5340                         maybe_multiple, &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
5341
5342             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5343           }
5344       }
5345       return;
5346
5347     default:
5348       break;
5349     }
5350
5351   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5352
5353   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5354   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5355     if (fmt[i] == 'e')
5356       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, maybe_multiple,
5357                      loop_start, loop_end);
5358     else if (fmt[i] == 'E')
5359       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5360         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5361                        maybe_multiple, loop_start, loop_end);
5362 }
5363 \f
5364 /* Fill in the data about one biv update.
5365    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5366    allocated by the caller, with alloca.)
5367    INSN is the insn that sets it.
5368    DEST_REG is the biv's reg.
5369
5370    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5371    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5372    being set to INC_VAL.
5373
5374    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5375    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5376    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5377    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5378    executed exactly once per iteration.  */
5379
5380 static void
5381 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5382             not_every_iteration, maybe_multiple)
5383      struct induction *v;
5384      rtx insn;
5385      rtx dest_reg;
5386      rtx inc_val;
5387      rtx mult_val;
5388      rtx *location;
5389      int not_every_iteration;
5390      int maybe_multiple;
5391 {
5392   struct iv_class *bl;
5393
5394   v->insn = insn;
5395   v->src_reg = dest_reg;
5396   v->dest_reg = dest_reg;
5397   v->mult_val = mult_val;
5398   v->add_val = inc_val;
5399   v->location = location;
5400   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5401   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5402   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5403   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5404
5405   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5406      if this is the first incrementation of the reg.  */
5407
5408   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5409   if (bl == 0)
5410     {
5411       /* Create and initialize new iv_class.  */
5412
5413       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5414
5415       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5416       bl->biv = 0;
5417       bl->giv = 0;
5418       bl->biv_count = 0;
5419       bl->giv_count = 0;
5420
5421       /* Set initial value to the reg itself.  */
5422       bl->initial_value = dest_reg;
5423       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5424       bl->init_insn = 0;
5425       bl->init_set = 0;
5426       bl->initial_test = 0;
5427       bl->incremented = 0;
5428       bl->eliminable = 0;
5429       bl->nonneg = 0;
5430       bl->reversed = 0;
5431       bl->total_benefit = 0;
5432
5433       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5434       bl->next = loop_iv_list;
5435       loop_iv_list = bl;
5436
5437       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5438       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5439     }
5440
5441   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5442   v->next_iv = bl->biv;
5443   bl->biv = v;
5444   bl->biv_count++;
5445   if (mult_val == const1_rtx)
5446     bl->incremented = 1;
5447
5448   if (loop_dump_stream)
5449     {
5450       fprintf (loop_dump_stream,
5451                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5452                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5453       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5454         {
5455           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5456           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5457           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5458         }
5459       else
5460         {
5461           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5462           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5463           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5464         }
5465     }
5466 }
5467 \f
5468 /* Fill in the data about one giv.
5469    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5470    allocated by the caller, with alloca.)
5471    INSN is the insn that sets it.
5472    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5473    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5474    into a register or is used as a memory address.
5475
5476    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5477    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5478    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5479    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5480
5481 static void
5482 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5483             type, not_every_iteration, maybe_multiple, location, loop_start,
5484             loop_end)
5485      struct induction *v;
5486      rtx insn;
5487      rtx src_reg;
5488      rtx dest_reg;
5489      rtx mult_val, add_val;
5490      int benefit;
5491      enum g_types type;
5492      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5493      rtx *location;
5494      rtx loop_start, loop_end;
5495 {
5496   struct induction *b;
5497   struct iv_class *bl;
5498   rtx set = single_set (insn);
5499
5500   v->insn = insn;
5501   v->src_reg = src_reg;
5502   v->giv_type = type;
5503   v->dest_reg = dest_reg;
5504   v->mult_val = mult_val;
5505   v->add_val = add_val;
5506   v->benefit = benefit;
5507   v->location = location;
5508   v->cant_derive = 0;
5509   v->combined_with = 0;
5510   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5511   v->maybe_dead = 0;
5512   v->derive_adjustment = 0;
5513   v->same = 0;
5514   v->ignore = 0;
5515   v->new_reg = 0;
5516   v->final_value = 0;
5517   v->same_insn = 0;
5518   v->auto_inc_opt = 0;
5519   v->unrolled = 0;
5520   v->shared = 0;
5521   v->derived_from = 0;
5522   v->last_use = 0;
5523
5524   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5525      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5526      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5527      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5528      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5529      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5530      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5531
5532   if (type == DEST_ADDR)
5533     v->always_computable = 1;
5534   else
5535     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5536
5537   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5538
5539   if (type == DEST_ADDR)
5540     {
5541       v->mode = GET_MODE (*location);
5542       v->lifetime = 1;
5543     }
5544   else /* type == DEST_REG */
5545     {
5546       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5547
5548       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5549                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5550
5551       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5552          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5553          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5554       if (v->lifetime == 0)
5555         v->ignore = 1;
5556
5557       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5558       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5559     }
5560
5561   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5562
5563   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5564   if (bl)
5565     {
5566       v->next_iv = bl->giv;
5567       bl->giv = v;
5568       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5569          insns that calculate givs.  */
5570       if (type == DEST_REG)
5571         bl->giv_count++;
5572       bl->total_benefit += benefit;
5573     }
5574   else
5575     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5576     abort ();
5577
5578   if (type == DEST_ADDR)
5579     v->replaceable = 1;
5580   else
5581     {
5582       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5583          of the following conditions are true:
5584          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5585            on which the giv is used at all
5586            (there are two ways to deduce this:
5587             either the insn is executed on every iteration,
5588             or all uses follow that insn in the same basic block),
5589          - the giv is not used outside the loop
5590          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5591
5592       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5593           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5594           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
5595           && (! not_every_iteration
5596               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5597         {
5598           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5599              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5600
5601           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5602              and last use of the giv.
5603
5604              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5605              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5606              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5607              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5608              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5609              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5610              using this biv anyways.  */
5611
5612           v->replaceable = 1;
5613           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5614             {
5615               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5616                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5617                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5618                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5619                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5620                 {
5621                   v->replaceable = 0;
5622                   v->not_replaceable = 1;
5623                   break;
5624                 }
5625             }
5626
5627           /* If there are any backwards branches that go from after the
5628              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5629           if (v->replaceable)
5630             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5631               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5632                 {
5633                   v->replaceable = 0;
5634                   v->not_replaceable = 1;
5635                   break;
5636                 }
5637         }
5638       else
5639         {
5640           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5641              decide.  */
5642           v->replaceable = 0;
5643           v->not_replaceable = 0;
5644         }
5645     }
5646
5647   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5648      combine_givs.  */
5649   {
5650     rtx tem = add_val;
5651
5652     v->no_const_addval = 1;
5653     if (tem == const0_rtx)
5654       ;
5655     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5656       v->no_const_addval = 0;
5657     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5658       {
5659         while (1)
5660           {
5661             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5662               tem = XEXP (tem, 0);
5663             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5664               tem = XEXP (tem, 1);
5665             else
5666               break;
5667           }
5668         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5669           v->no_const_addval = 0;
5670       }
5671   }
5672
5673   if (loop_dump_stream)
5674     {
5675       if (type == DEST_REG)
5676         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5677                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5678       else
5679         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5680                  INSN_UID (insn));
5681
5682       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5683                REGNO (src_reg), v->benefit);
5684       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5685                v->lifetime);
5686
5687       if (v->replaceable)
5688         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5689
5690       if (v->no_const_addval)
5691         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5692
5693       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5694         {
5695           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5696           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5697         }
5698       else
5699         {
5700           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5701           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5702         }
5703
5704       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5705         {
5706           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5707           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5708         }
5709       else
5710         {
5711           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5712           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5713         }
5714     }
5715
5716   if (loop_dump_stream)
5717     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5718
5719 }
5720
5721
5722 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5723    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5724    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5725    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5726    have been identified.  */
5727
5728 static void
5729 check_final_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
5730      struct induction *v;
5731      rtx loop_start, loop_end;
5732      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
5733 {
5734   struct iv_class *bl;
5735   rtx final_value = 0;
5736
5737   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5738
5739   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5740      replaceable above in record_giv.  */
5741
5742   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5743      of the following conditions are true:
5744      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5745        on which the giv is used at all
5746        (there are two ways to deduce this:
5747         either the insn is executed on every iteration,
5748         or all uses follow that insn in the same basic block),
5749      - its final value can be calculated (this condition is different
5750        than the one above in record_giv)
5751      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5752
5753 #if 0
5754   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5755   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5756   v->replaceable = 0;
5757 #endif
5758
5759   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations))
5760       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5761     {
5762       int biv_increment_seen = 0;
5763       rtx p = v->insn;
5764       rtx last_giv_use;
5765
5766       v->replaceable = 1;
5767
5768       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5769          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5770          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5771          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5772
5773       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5774          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5775          that sets the giv, and search around the loop until we come
5776          back to that insn again.
5777
5778          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5779          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5780          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5781          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5782          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5783          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5784          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5785
5786       last_giv_use = v->insn;
5787
5788       while (1)
5789         {
5790           p = NEXT_INSN (p);
5791           if (p == loop_end)
5792             p = NEXT_INSN (loop_start);
5793           if (p == v->insn)
5794             break;
5795
5796           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5797               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5798             {
5799               if (biv_increment_seen)
5800                 {
5801                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5802                     {
5803                       v->replaceable = 0;
5804                       v->not_replaceable = 1;
5805                       break;
5806                     }
5807                 }
5808               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5809                 biv_increment_seen = 1;
5810               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5811                 last_giv_use = p;
5812             }
5813         }
5814
5815       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5816          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5817          replaceable.  */
5818
5819       if (v->replaceable)
5820         {
5821           p = v->insn;
5822           while (1)
5823             {
5824               p = NEXT_INSN (p);
5825               if (p == loop_end)
5826                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5827               if (p == last_giv_use)
5828                 break;
5829
5830               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5831                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5832                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5833                        && loop_insn_first_p (loop_start, JUMP_LABEL (p)))
5834                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5835                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop_end))))
5836                 {
5837                   v->replaceable = 0;
5838                   v->not_replaceable = 1;
5839
5840                   if (loop_dump_stream)
5841                     fprintf (loop_dump_stream,
5842                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5843
5844                   break;
5845                 }
5846             }
5847         }
5848
5849       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5850       if (v->replaceable)
5851         v->final_value = final_value;
5852     }
5853
5854   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5855     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5856              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5857 }
5858 \f
5859 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5860
5861    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5862    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5863    another giv.
5864
5865    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5866    derive another giv once a label has been passed.
5867
5868    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5869
5870 static void
5871 update_giv_derive (p)
5872      rtx p;
5873 {
5874   struct iv_class *bl;
5875   struct induction *biv, *giv;
5876   rtx tem;
5877   int dummy;
5878
5879   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5880
5881      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5882      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5883      derive any givs after a label is passed.
5884
5885      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5886      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5887      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5888      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5889      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5890      sub-cases within this case.
5891
5892      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5893      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5894      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5895      this extra tracking doesn't seem worth it).
5896
5897      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5898      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5899      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5900      on the jump again here.
5901
5902      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5903      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5904      the giv cannot derive further givs.  */
5905
5906   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5907     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5908       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5909           || biv->insn == p)
5910         {
5911           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5912             {
5913               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5914                  checking all of these conditions again.  */
5915               if (giv->cant_derive)
5916                 continue;
5917
5918               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5919                  it cannot derive anything.  */
5920               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5921                 giv->cant_derive = 1;
5922
5923               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5924                  they are really invariants.  Also skip those that are
5925                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5926                  any biv update.  */
5927               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5928                 continue;
5929
5930               /* The only way we can allow this giv to derive another
5931                  is if this is a biv increment and we can form the product
5932                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5933                  be able to compute a compensation.  */
5934               else if (biv->insn == p)
5935                 {
5936                   tem = 0;
5937
5938                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5939                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5940                                                            biv->add_val,
5941                                                            giv->mult_val),
5942                                              &dummy);
5943
5944                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5945                     tem = simplify_giv_expr
5946                       (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
5947                        &dummy);
5948
5949                   if (tem)
5950                     giv->derive_adjustment = tem;
5951                   else
5952                     giv->cant_derive = 1;
5953                 }
5954               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5955                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5956                 giv->cant_derive = 1;
5957             }
5958         }
5959 }
5960 \f
5961 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5962    X is the source of insn P, or a part of it.
5963    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5964
5965    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5966    We accept patterns of these forms:
5967      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5968      REG = INVARIANT + REG
5969
5970    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5971    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5972    we found the additive term into *LOCATION.
5973
5974    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5975    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5976
5977    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5978    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5979    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5980    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5981    into the variable.
5982
5983    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5984    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5985    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5986    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5987
5988    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5989    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5990    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5991    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5992    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5993    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5994    not ZERO_EXTEND.
5995
5996    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5997
5998 static int
5999 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
6000      register rtx x;
6001      enum machine_mode mode;
6002      rtx p;
6003      rtx dest_reg;
6004      rtx *inc_val;
6005      rtx *mult_val;
6006      rtx **location;
6007 {
6008   register enum rtx_code code;
6009   rtx *argp, arg;
6010   rtx insn, set = 0;
6011
6012   code = GET_CODE (x);
6013   *location = NULL;
6014   switch (code)
6015     {
6016     case PLUS:
6017       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
6018           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
6019               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
6020               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
6021         {
6022           argp = &XEXP (x, 1);
6023         }
6024       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
6025                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
6026                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
6027                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
6028         {
6029           argp = &XEXP (x, 0);
6030         }
6031       else
6032         return 0;
6033
6034       arg = *argp;
6035       if (invariant_p (arg) != 1)
6036         return 0;
6037
6038       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
6039       *mult_val = const1_rtx;
6040       *location = argp;
6041       return 1;
6042
6043     case SUBREG:
6044       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
6045          value.  */
6046       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
6047         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
6048                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
6049       return 0;
6050
6051     case REG:
6052       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
6053          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
6054
6055       insn = p;
6056       while (1)
6057         {
6058           do {
6059             insn = PREV_INSN (insn);
6060           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6061                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6062
6063           if (!insn)
6064             break;
6065           set = single_set (insn);
6066           if (set == 0)
6067             break;
6068
6069           if ((SET_DEST (set) == x
6070                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
6071                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
6072                        <= UNITS_PER_WORD)
6073                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
6074               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
6075                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
6076                                        ? GET_MODE (x)
6077                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
6078                                       dest_reg, insn,
6079                                       inc_val, mult_val, location))
6080             return 1;
6081         }
6082       /* ... fall through ...  */
6083
6084       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
6085          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
6086          as a biv of the outer loop,
6087          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
6088     case MEM:
6089       if (invariant_p (x) != 1)
6090         return 0;
6091     case CONST_INT:
6092     case SYMBOL_REF:
6093     case CONST:
6094       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
6095          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
6096          would be a useful iterator anyways.  */
6097       if (this_loop_info.loops_enclosed == 1
6098           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
6099           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
6100         {
6101           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
6102           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
6103           *mult_val = const0_rtx;
6104           return 1;
6105         }
6106       else
6107         return 0;
6108
6109     case SIGN_EXTEND:
6110       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6111                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
6112
6113     case ASHIFTRT:
6114       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
6115       for (insn = PREV_INSN (p);
6116            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6117             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6118            insn = PREV_INSN (insn))
6119         ;
6120
6121       if (insn)
6122         set = single_set (insn);
6123
6124       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
6125           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
6126           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
6127           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
6128           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
6129         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
6130                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6131                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
6132                                     location);
6133       return 0;
6134
6135     default:
6136       return 0;
6137     }
6138 }
6139 \f
6140 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
6141    function   of a basic induction variable,
6142    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
6143    The coefficients can be any loop invariant quantity.
6144    A giv need not be computed directly from the biv;
6145    it can be computed by way of other givs.  */
6146
6147 /* Determine whether X computes a giv.
6148    If it does, return a nonzero value
6149      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6150    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6151    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6152      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6153
6154 static int
6155 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
6156      rtx x;
6157      rtx *src_reg;
6158      rtx *add_val;
6159      rtx *mult_val;
6160      int is_addr;
6161      int *pbenefit;
6162 {
6163   rtx orig_x = x;
6164   char *storage;
6165
6166   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6167   if (invariant_p (x) == 1)
6168     return 0;
6169
6170   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6171      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6172   storage = (char *) oballoc (0);
6173   *pbenefit = 0;
6174   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
6175   if (x == 0)
6176     {
6177       obfree (storage);
6178       return 0;
6179     }
6180
6181   switch (GET_CODE (x))
6182     {
6183     case USE:
6184     case CONST_INT:
6185       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6186          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6187          with.  */
6188       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6189       *mult_val = const0_rtx;
6190       *add_val = x;
6191       break;
6192
6193     case REG:
6194       /* This is equivalent to a BIV.  */
6195       *src_reg = x;
6196       *mult_val = const1_rtx;
6197       *add_val = const0_rtx;
6198       break;
6199
6200     case PLUS:
6201       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6202          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6203       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6204         {
6205           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6206           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6207         }
6208       else
6209         {
6210           *src_reg = XEXP (x, 0);
6211           *mult_val = const1_rtx;
6212         }
6213       *add_val = XEXP (x, 1);
6214       break;
6215
6216     case MULT:
6217       /* ADD_VAL is zero.  */
6218       *src_reg = XEXP (x, 0);
6219       *mult_val = XEXP (x, 1);
6220       *add_val = const0_rtx;
6221       break;
6222
6223     default:
6224       abort ();
6225     }
6226
6227   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6228      unless they are CONST_INT).  */
6229   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6230     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6231   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6232     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6233
6234   if (is_addr)
6235     {
6236 #ifdef ADDRESS_COST
6237       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6238 #else
6239       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6240 #endif
6241     }
6242   else
6243     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6244
6245   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6246      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
6247      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
6248   return 1;
6249 }
6250 \f
6251 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6252    We will canonicalize it to be of the form
6253         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6254               (invar_2))
6255    with possible degeneracies.
6256
6257    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6258    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6259    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6260    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6261
6262    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6263    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6264    returns 0.
6265
6266    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6267    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
6268
6269    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6270
6271 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6272 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
6273
6274 static rtx
6275 simplify_giv_expr (x, benefit)
6276      rtx x;
6277      int *benefit;
6278 {
6279   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6280   rtx arg0, arg1;
6281   rtx tem;
6282
6283   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6284      mode, this can't be a giv.  */
6285   if (mode != VOIDmode
6286       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6287           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6288     return NULL_RTX;
6289
6290   switch (GET_CODE (x))
6291     {
6292     case PLUS:
6293       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6294       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6295       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6296         return NULL_RTX;
6297
6298       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6299       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6300            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6301           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6302                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6303                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6304         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6305
6306       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6307       if (arg1 == const0_rtx)
6308         return arg0;
6309       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6310         switch (GET_CODE (arg0))
6311           {
6312           case CONST_INT:
6313           case USE:
6314             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6315                addition operation inside a USE and return it.  */
6316             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6317               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6318             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6319               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6320
6321             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6322               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6323             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6324               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6325             else
6326               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6327
6328             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6329               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6330             return tem;
6331
6332           case REG:
6333           case MULT:
6334             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6335             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6336
6337           case PLUS:
6338             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6339             return
6340               simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6341                                                XEXP (arg0, 0),
6342                                                gen_rtx_PLUS (mode,
6343                                                              XEXP (arg0, 1),
6344                                                              arg1)),
6345                                  benefit);
6346
6347           default:
6348             abort ();
6349           }
6350
6351       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6352          MULT to reduce cases.  */
6353       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6354         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6355       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6356         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6357
6358       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6359          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6360          Recurse to associate the second PLUS.  */
6361       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6362         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6363
6364       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6365           return
6366             simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6367                                              gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6368                                                            XEXP (arg1, 0)),
6369                                              XEXP (arg1, 1)),
6370                                benefit);
6371
6372       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6373       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6374         return NULL_RTX;
6375
6376       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6377         return NULL_RTX;
6378
6379       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6380                                               XEXP (arg0, 0),
6381                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6382                                                             XEXP (arg0, 1),
6383                                                             XEXP (arg1, 1))),
6384                                 benefit);
6385
6386     case MINUS:
6387       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6388       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6389                                               XEXP (x, 0),
6390                                               gen_rtx_MULT (mode,
6391                                                             XEXP (x, 1),
6392                                                             constm1_rtx)),
6393                                 benefit);
6394
6395     case MULT:
6396       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6397       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6398       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6399         return NULL_RTX;
6400
6401       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6402       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6403           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6404         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6405
6406       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6407       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6408         return NULL_RTX;
6409
6410       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6411       if (arg1 == const0_rtx)
6412         return const0_rtx;
6413
6414       else if (arg1 == const1_rtx)
6415         return arg0;
6416
6417       switch (GET_CODE (arg0))
6418         {
6419         case REG:
6420           /* biv * invar.  Done.  */
6421           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6422
6423         case CONST_INT:
6424           /* Product of two constants.  */
6425           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6426
6427         case USE:
6428           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will
6429              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6430           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6431             return NULL_RTX;
6432
6433           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6434           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6435             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6436           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6437                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6438                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6439             {
6440               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6441                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6442                                            * INTVAL (arg1)));
6443             }
6444           else
6445             return NULL_RTX;
6446           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6447
6448         case MULT:
6449           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6450           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6451                                                   XEXP (arg0, 0),
6452                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6453                                                                 XEXP (arg0, 1),
6454                                                                 arg1)),
6455                                     benefit);
6456
6457         case PLUS:
6458           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6459           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6460                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6461                                                                 XEXP (arg0, 0),
6462                                                                 arg1),
6463                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6464                                                                 XEXP (arg0, 1),
6465                                                                 arg1)),
6466                                     benefit);
6467
6468         default:
6469           abort ();
6470         }
6471
6472     case ASHIFT:
6473       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6474       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6475         return 0;
6476
6477       return
6478         simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6479                                          XEXP (x, 0),
6480                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6481                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6482                            benefit);
6483
6484     case NEG:
6485       /* "-a" is "a * (-1)" */
6486       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6487                                 benefit);
6488
6489     case NOT:
6490       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6491       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
6492                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6493                                                const1_rtx),
6494                                 benefit);
6495
6496     case USE:
6497       /* Already in proper form for invariant.  */
6498       return x;
6499
6500     case REG:
6501       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6502       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6503         return 0;
6504
6505       /* Check for biv or giv.  */
6506       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6507         {
6508         case BASIC_INDUCT:
6509           return x;
6510         case GENERAL_INDUCT:
6511           {
6512             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6513
6514             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6515                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6516             *benefit += v->benefit;
6517             if (v->cant_derive)
6518               return 0;
6519
6520             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
6521                                                     v->src_reg, v->mult_val),
6522                                 v->add_val);
6523
6524             if (v->derive_adjustment)
6525               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6526             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
6527           }
6528
6529         default:
6530           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6531              may be able to simplify things further by looking through
6532              the bits we just moved outside the loop.  */
6533           if (invariant_p (x) == 1)
6534             {
6535               struct movable *m;
6536
6537               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6538                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6539                   {
6540                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6541
6542                     /* If we match another movable, we must use that, as
6543                        this one is going away.  */
6544                     if (m->match)
6545                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
6546
6547                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6548                        instructions that were moved together.  We handle this
6549                        case only to the point of seeking to the last insn and
6550                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6551                     if (m->consec != 0)
6552                       {
6553                         int i = m->consec;
6554                         tem = m->insn;
6555                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6556
6557                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6558                         if (tem)
6559                           tem = XEXP (tem, 0);
6560                       }
6561                     else
6562                       {
6563                         tem = single_set (m->insn);
6564                         if (tem)
6565                           tem = SET_SRC (tem);
6566                       }
6567
6568                     if (tem)
6569                       {
6570                         /* What we are most interested in is pointer
6571                            arithmetic on invariants -- only take
6572                            patterns we may be able to do something with.  */
6573                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6574                             || GET_CODE (tem) == MULT
6575                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6576                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6577                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6578                           {
6579                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
6580                             if (tem)
6581                               return tem;
6582                           }
6583                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6584                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6585                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6586                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6587                           {
6588                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
6589                             if (tem)
6590                               return tem;
6591                           }
6592                       }
6593                     break;
6594                   }
6595             }
6596           break;
6597         }
6598
6599       /* Fall through to general case.  */
6600     default:
6601       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6602          Otherwise, not giv.  */
6603       if (GET_CODE (x) == USE)
6604         x = XEXP (x, 0);
6605
6606       if (invariant_p (x) == 1)
6607         {
6608           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6609             return x;
6610           if (GET_CODE (x) == CONST
6611               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6612               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6613               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6614             x = XEXP (x, 0);
6615           return gen_rtx_USE (mode, x);
6616         }
6617       else
6618         return 0;
6619     }
6620 }
6621
6622 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6623    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6624
6625 static rtx
6626 sge_plus_constant (x, c)
6627      rtx x, c;
6628 {
6629   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6630     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6631   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6632     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6633   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6634     {
6635       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6636                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6637     }
6638   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6639            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6640     {
6641       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6642                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6643     }
6644   else
6645     {
6646       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6647                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6648     }
6649 }
6650
6651 static rtx
6652 sge_plus (mode, x, y)
6653      enum machine_mode mode;
6654      rtx x, y;
6655 {
6656   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6657     {
6658       rtx a = XEXP (y, 0);
6659       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6660         x = sge_plus_constant (x, a);
6661       else
6662         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6663       y = XEXP (y, 1);
6664     }
6665   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6666     x = sge_plus_constant (x, y);
6667   else
6668     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6669   return x;
6670 }
6671 \f
6672 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6673    for example,
6674       giv = biv * M
6675       giv = giv + A
6676    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6677    we check that all other insns that set the same register follow
6678    immediately after P, that they alter nothing else,
6679    and that the result of the last is still a giv.
6680
6681    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6682    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6683    all the consecutive insns that compute the value.
6684
6685    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6686    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6687
6688    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6689    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6690
6691 static int
6692 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6693                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6694      int first_benefit;
6695      rtx p;
6696      rtx src_reg;
6697      rtx dest_reg;
6698      rtx *add_val;
6699      rtx *mult_val;
6700      rtx *last_consec_insn;
6701 {
6702   int count;
6703   enum rtx_code code;
6704   int benefit;
6705   rtx temp;
6706   rtx set;
6707
6708   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6709      each insn of the multi-insn sequence.
6710
6711      This induction structure will be used only by the call to
6712      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6713      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6714      a new induction structure.  */
6715   struct induction *v
6716     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6717   v->src_reg = src_reg;
6718   v->mult_val = *mult_val;
6719   v->add_val = *add_val;
6720   v->benefit = first_benefit;
6721   v->cant_derive = 0;
6722   v->derive_adjustment = 0;
6723
6724   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6725   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6726
6727   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6728
6729   while (count > 0)
6730     {
6731       p = NEXT_INSN (p);
6732       code = GET_CODE (p);
6733
6734       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6735       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6736         p = XEXP (temp, 0);
6737
6738       if (code == INSN
6739           && (set = single_set (p))
6740           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6741           && SET_DEST (set) == dest_reg
6742           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6743                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6744               /* Giv created by equivalent expression.  */
6745               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6746                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6747                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6748           && src_reg == v->src_reg)
6749         {
6750           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6751             benefit += libcall_benefit (p);
6752
6753           count--;
6754           v->mult_val = *mult_val;
6755           v->add_val = *add_val;
6756           v->benefit = benefit;
6757         }
6758       else if (code != NOTE)
6759         {
6760           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6761              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6762              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6763           if (code == INSN
6764               && (set = single_set (p))
6765               && SET_DEST (set) != dest_reg
6766               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6767             continue;
6768
6769           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6770           return 0;
6771         }
6772     }
6773
6774   *last_consec_insn = p;
6775   return v->benefit;
6776 }
6777 \f
6778 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6779    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6780    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6781
6782    To perform the computation, we note that
6783         G1 = x * v + a          and
6784         G2 = y * v + b
6785    where `v' is the biv.
6786
6787    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6788
6789    Note that MULT = y/x.
6790
6791    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6792    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6793    subtracting variables.  */
6794
6795 static rtx
6796 express_from_1 (a, b, mult)
6797      rtx a, b, mult;
6798 {
6799   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6800
6801   if (mult == const0_rtx)
6802     return b;
6803
6804   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6805      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6806      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6807      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6808
6809   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6810     return NULL_RTX;
6811
6812   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6813      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6814      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6815      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6816      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6817
6818   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6819     {
6820       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6821
6822       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6823       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6824         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6825
6826       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6827       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6828         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6829
6830       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6831         /* We matched: remove one reg completely.  */
6832         a = oa, b = ob;
6833       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6834         /* An alternate match.  */
6835         a = oa, b = rb;
6836       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6837         /* An alternate match.  */
6838         a = ra, b = ob;
6839       else
6840         {
6841           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6842              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6843           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6844           if (ob == NULL_RTX)
6845             return NULL_RTX;
6846           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6847         }
6848     }
6849
6850   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6851      get rid of everything but a constant.  */
6852
6853   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6854     {
6855       rtx ra, oa;
6856
6857       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6858       if (rtx_equal_p (oa, b))
6859         oa = ra;
6860       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6861         return NULL_RTX;
6862
6863       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6864         return NULL_RTX;
6865
6866       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6867     }
6868   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6869     {
6870       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6871     }
6872   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6873     {
6874       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6875         return XEXP (b, 1);
6876       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6877         return XEXP (b, 0);
6878       else
6879         return NULL_RTX;
6880     }
6881   else if (rtx_equal_p (a, b))
6882     return const0_rtx;
6883
6884   return NULL_RTX;
6885 }
6886
6887 rtx
6888 express_from (g1, g2)
6889      struct induction *g1, *g2;
6890 {
6891   rtx mult, add;
6892
6893   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6894      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6895      for notation) is also an integer.  */
6896   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6897       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6898     {
6899       if (g1->mult_val == const0_rtx
6900           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6901         return NULL_RTX;
6902       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6903     }
6904   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6905     mult = const1_rtx;
6906   else
6907     {
6908       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6909       return NULL_RTX;
6910     }
6911
6912   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6913   if (add == NULL_RTX)
6914     {
6915       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
6916          scale G1's addend and try again.  */
6917       if (INTVAL (mult) > 1)
6918         {
6919           rtx g1_add_val = g1->add_val;
6920           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
6921               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
6922             {
6923               HOST_WIDE_INT m;
6924               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
6925               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
6926                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
6927             }
6928           else
6929             {
6930               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
6931                                          mult);
6932             }
6933
6934           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
6935         }
6936     }
6937   if (add == NULL_RTX)
6938     return NULL_RTX;
6939
6940   /* Form simplified final result.  */
6941   if (mult == const0_rtx)
6942     return add;
6943   else if (mult == const1_rtx)
6944     mult = g1->dest_reg;
6945   else
6946     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6947
6948   if (add == const0_rtx)
6949     return mult;
6950   else
6951     {
6952       if (GET_CODE (add) == PLUS
6953           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6954         {
6955           rtx tem = XEXP (add, 1);
6956           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6957           add = tem;
6958         }
6959
6960       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6961     }
6962
6963 }
6964 \f
6965 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6966    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6967    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6968    used to represent G1.  */
6969
6970 static rtx
6971 combine_givs_p (g1, g2)
6972      struct induction *g1, *g2;
6973 {
6974   rtx tem = express_from (g1, g2);
6975
6976   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6977      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6978      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6979   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6980      combination to be the other way round.  */
6981   if (tem == g1->dest_reg
6982       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6983     {
6984       return g1->dest_reg;
6985     }
6986
6987   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6988      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6989      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6990   if (tem != NULL_RTX
6991       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6992       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6993       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6994          will always be a register, and so anything more complicated
6995          gets discarded.  */
6996 #if 0
6997 #ifdef ADDRESS_COST
6998       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6999 #else
7000       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
7001 #endif
7002 #endif
7003       )
7004     {
7005       return tem;
7006     }
7007
7008   return NULL_RTX;
7009 }
7010 \f
7011 struct combine_givs_stats
7012 {
7013   int giv_number;
7014   int total_benefit;
7015 };
7016
7017 static int
7018 cmp_combine_givs_stats (x, y)
7019      struct combine_givs_stats *x, *y;
7020 {
7021   int d;
7022   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
7023   /* Stabilize the sort.  */
7024   if (!d)
7025     d = x->giv_number - y->giv_number;
7026   return d;
7027 }
7028
7029 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
7030    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
7031    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
7032    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
7033
7034 static void
7035 combine_givs (bl)
7036      struct iv_class *bl;
7037 {
7038   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
7039   const int extra_benefit = 3;
7040
7041   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
7042   int i, j, k, giv_count;
7043   struct combine_givs_stats *stats;
7044   rtx *can_combine;
7045
7046   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
7047   giv_count = 0;
7048   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7049     if (!g1->ignore)
7050       giv_count++;
7051
7052   giv_array
7053     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7054   i = 0;
7055   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7056     if (!g1->ignore)
7057       giv_array[i++] = g1;
7058
7059   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
7060   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
7061
7062   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
7063   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
7064
7065   for (i = 0; i < giv_count; i++)
7066     {
7067       int this_benefit;
7068       rtx single_use;
7069
7070       g1 = giv_array[i];
7071       stats[i].giv_number = i;
7072
7073       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
7074          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
7075          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
7076          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
7077          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
7078          be seen elsewhere as well.  */
7079       if (g1->giv_type == DEST_REG
7080           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
7081           && single_use != const0_rtx)
7082         continue;
7083
7084       this_benefit = g1->benefit;
7085       /* Add an additional weight for zero addends.  */
7086       if (g1->no_const_addval)
7087         this_benefit += 1;
7088
7089       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7090         {
7091           rtx this_combine;
7092
7093           g2 = giv_array[j];
7094           if (g1 != g2
7095               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
7096             {
7097               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
7098               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
7099             }
7100         }
7101       stats[i].total_benefit = this_benefit;
7102     }
7103
7104   /* Iterate, combining until we can't.  */
7105 restart:
7106   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
7107
7108   if (loop_dump_stream)
7109     {
7110       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
7111       for (k = 0; k < giv_count; k++)
7112         {
7113           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
7114           if (!g1->combined_with && !g1->same)
7115             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
7116                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
7117                      stats[k].total_benefit);
7118         }
7119       putc ('\n', loop_dump_stream);
7120     }
7121
7122   for (k = 0; k < giv_count; k++)
7123     {
7124       int g1_add_benefit = 0;
7125
7126       i = stats[k].giv_number;
7127       g1 = giv_array[i];
7128
7129       /* If it has already been combined, skip.  */
7130       if (g1->combined_with || g1->same)
7131         continue;
7132
7133       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7134         {
7135           g2 = giv_array[j];
7136           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
7137               /* If it has already been combined, skip.  */
7138               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
7139             {
7140               int l;
7141
7142               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
7143               g2->same = g1;
7144               g1->combined_with++;
7145               g1->lifetime += g2->lifetime;
7146
7147               g1_add_benefit += g2->benefit;
7148
7149               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
7150                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
7151                  longer be necessary.  */
7152               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
7153                 g1_add_benefit -= copy_cost;
7154
7155               /* To help optimize the next set of combinations, remove
7156                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
7157               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
7158                 {
7159                   int m = stats[l].giv_number;
7160                   if (can_combine[m*giv_count + j])
7161                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
7162                 }
7163
7164               if (loop_dump_stream)
7165                 fprintf (loop_dump_stream,
7166                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
7167                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
7168             }
7169         }
7170
7171       /* To help optimize the next set of combinations, remove
7172          this giv from the benefits of other potential mates.  */
7173       if (g1->combined_with)
7174         {
7175           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
7176             {
7177               int m = stats[j].giv_number;
7178               if (can_combine[m*giv_count + i])
7179                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7180             }
7181
7182           g1->benefit += g1_add_benefit;
7183
7184           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7185              Restart the combination so that proper weights for the
7186              rest of the givs are properly taken into account.  */
7187           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7188              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7189              can_combine is tricky.  */
7190           goto restart;
7191         }
7192     }
7193 }
7194 \f
7195 struct recombine_givs_stats
7196 {
7197   int giv_number;
7198   int start_luid, end_luid;
7199 };
7200
7201 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7202    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7203    used in reverse.  */
7204 static int
7205 cmp_recombine_givs_stats (x, y)
7206      struct recombine_givs_stats *x, *y;
7207 {
7208   int d;
7209   d = y->start_luid - x->start_luid;
7210   /* Stabilize the sort.  */
7211   if (!d)
7212     d = y->giv_number - x->giv_number;
7213   return d;
7214 }
7215
7216 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7217    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7218    yet to unlock the search for the end of its life.
7219    Only consider givs that belong to BIV.
7220    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7221 static int
7222 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7223      rtx x, insn, biv;
7224      struct recombine_givs_stats *stats;
7225 {
7226   enum rtx_code code;
7227   const char *fmt;
7228   int i, j;
7229   int retval;
7230
7231   code = GET_CODE (x);
7232   switch (code)
7233     {
7234     case SET:
7235       {
7236         rtx reg = SET_DEST (x);
7237         if (GET_CODE (reg) == REG)
7238           {
7239             int regno = REGNO (reg);
7240             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7241
7242             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7243                 && ! v->ignore
7244                 && v->src_reg == biv
7245                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7246               {
7247                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7248                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7249                    We must not predicate this code on a start_luid match
7250                    since that would make the test fail for givs that have
7251                    been hoisted out of inner loops.  */
7252                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7253                   {
7254                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7255                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7256                   }
7257                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7258                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7259               }
7260             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7261           }
7262         break;
7263       }
7264     case REG:
7265       {
7266         int regno = REGNO (x);
7267         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7268
7269         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7270             && ! v->ignore
7271             && v->src_reg == biv
7272             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7273           {
7274             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7275               insn = NEXT_INSN (insn);
7276             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7277             return 1;
7278           }
7279         return 0;
7280       }
7281     case LABEL_REF:
7282     case CONST_DOUBLE:
7283     case CONST_INT:
7284     case CONST:
7285       return 0;
7286     default:
7287       break;
7288     }
7289   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7290   retval = 0;
7291   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7292     {
7293       if (fmt[i] == 'e')
7294         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7295
7296       else if (fmt[i] == 'E')
7297         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7298           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7299     }
7300   return retval;
7301 }
7302
7303 /* For each giv that has been combined with another, look if
7304    we can combine it with the most recently used one instead.
7305    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7306    try to derive givs from other givs.  */
7307 static void
7308 recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p)
7309      struct iv_class *bl;
7310      rtx loop_start, loop_end;
7311      int unroll_p;
7312 {
7313   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7314   struct recombine_givs_stats *stats;
7315   int giv_count;
7316   int i, rescan;
7317   int ends_need_computing;
7318
7319   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7320     {
7321       if (! v->ignore)
7322         giv_count++;
7323     }
7324   giv_array
7325     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7326   stats = (struct recombine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof *stats);
7327
7328   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7329      the corresponding index into stats.  */
7330   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7331     {
7332       rtx p;
7333
7334       if (v->ignore)
7335         continue;
7336       giv_array[i] = v;
7337       stats[i].giv_number = i;
7338       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7339          the previous insn.  */
7340       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7341         p = PREV_INSN (p);
7342       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7343       i++;
7344     }
7345
7346   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7347
7348   /* Set up the ix field for each giv in stats to name
7349      the corresponding index into stats, and
7350      do the actual most-recently-used recombination.  */
7351   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7352     {
7353       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7354       v->ix = i;
7355       if (v->same)
7356         {
7357           struct induction *old_same = v->same;
7358           rtx new_combine;
7359
7360           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7361              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7362              that could otherwise be eliminated.  */
7363           if (last_giv
7364               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7365                   || ! last_giv->maybe_dead
7366                   || last_giv->combined_with)
7367               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7368             {
7369               old_same->combined_with--;
7370               v->new_reg = new_combine;
7371               v->same = last_giv;
7372               last_giv->combined_with++;
7373               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7374                  already decided what to reduce.  */
7375
7376               if (loop_dump_stream)
7377                 {
7378                   fprintf (loop_dump_stream,
7379                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7380                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7381                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7382                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7383                 }
7384               continue;
7385             }
7386           v = v->same;
7387         }
7388       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7389         continue;
7390       if (! last_giv
7391           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7392           || ! v->maybe_dead
7393           || v->combined_with)
7394         last_giv = v;
7395     }
7396
7397   ends_need_computing = 0;
7398   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7399      lifetime ends from regscan info.  */
7400   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7401     {
7402       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7403       if (v->ignore)
7404         continue;
7405       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7406         {
7407           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7408              givs.  */
7409           rtx p;
7410           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7411             p = PREV_INSN (p);
7412           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7413           if (p != v->insn)
7414             stats[i].end_luid++;
7415         }
7416       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7417         {
7418           if (v->last_use)
7419             {
7420               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7421               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7422             }
7423           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7424             {
7425               rtx p;
7426               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7427                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7428                  when we see the first set.  But we do know that there will
7429                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7430                  we'll start looking for the last use right away.  */
7431               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7432                 p = PREV_INSN (p);
7433               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7434               stats[i].end_luid = 0;
7435               ends_need_computing++;
7436             }
7437           else
7438             {
7439               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7440               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7441               rtx p = v->insn;
7442
7443               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7444                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7445                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7446                  last use properly.  */
7447               while (count)
7448                 {
7449                   p = prev_nonnote_insn (p);
7450                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7451                   count--;
7452                 }
7453
7454               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7455               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7456                 {
7457                   stats[i].end_luid = -1;
7458                   ends_need_computing++;
7459                 }
7460               else
7461                 {
7462                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7463                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop_end))
7464                     {
7465                       stats[i].end_luid = -1;
7466                       ends_need_computing++;
7467                     }
7468                 }
7469             }
7470         }
7471     }
7472
7473   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7474      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7475   if (ends_need_computing)
7476     {
7477       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7478       rtx p = loop_end;
7479
7480       do
7481         {
7482           if (p == loop_start)
7483             p = loop_end;
7484           p = PREV_INSN (p);
7485           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7486             continue;
7487           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7488         }
7489       while (ends_need_computing);
7490     }
7491
7492   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7493      more combinations.  */
7494   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7495     {
7496       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7497       if (v->ignore)
7498         continue;
7499       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7500         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7501     }
7502
7503   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7504   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7505     {
7506       unsigned luid;
7507       int j;
7508
7509       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7510       if (v->ignore)
7511         continue;
7512       if (v->same && ! v->same->ignore)
7513         {
7514           j = v->same->ix;
7515           luid = stats[i].start_luid;
7516           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7517           if (luid - stats[j].start_luid
7518               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7519             stats[j].end_luid = luid;
7520         }
7521     }
7522
7523   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7524
7525   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7526      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7527      pressure.
7528      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7529      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7530      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7531      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7532      index for this giv (unless rescan is already set).
7533      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7534      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7535      LAST_GIV.  */
7536   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7537     {
7538       int life_start, life_end;
7539
7540       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7541         {
7542           rtx sum;
7543
7544           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7545           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7546             continue;
7547           if (! last_giv)
7548             {
7549               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7550                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7551               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7552                 {
7553                   last_giv = v;
7554                   life_start = stats[i].start_luid;
7555                   life_end = stats[i].end_luid;
7556                 }
7557               continue;
7558             }
7559           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7560           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7561                >= (unsigned) life_end - life_start)
7562               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7563                   > (unsigned) life_end - life_start)
7564               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7565                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7566                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7567                   pressure.
7568                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7569               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop_start)
7570                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop_start))
7571               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7572               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7573               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7574               /* We would really like to know if for any giv that v
7575                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7576                  dominates that combined giv.  However, we
7577                  don't have this detailed control flow information.
7578                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7579                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7580                  validity of last_giv.
7581                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7582                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7583                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7584                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7585               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7586               && (sum = express_from (last_giv, v))
7587               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7588                  doesn't take different costs of registers and constants into
7589                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7590               && (rtx_cost (sum, SET)
7591                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7592               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7593                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7594               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7595                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7596                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7597                   || ! unroll_p)
7598               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7599                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7600             {
7601               v->derived_from = last_giv;
7602               life_end = stats[i].end_luid;
7603
7604               if (loop_dump_stream)
7605                 {
7606                   fprintf (loop_dump_stream,
7607                            "giv at %d derived from %d as ",
7608                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7609                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7610                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7611                 }
7612             }
7613           else if (rescan < 0)
7614             rescan = i;
7615         }
7616     }
7617 }
7618 \f
7619 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7620
7621 void
7622 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7623      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7624      rtx m;          /* multiplicative constant */
7625      rtx a;          /* additive constant */
7626      rtx reg;        /* destination register */
7627      rtx insert_before;
7628 {
7629   rtx seq;
7630   rtx result;
7631
7632   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7633   a = copy_rtx (a);
7634   b = copy_rtx (b);
7635
7636   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7637   update_reg_last_use (a, insert_before);
7638   update_reg_last_use (b, insert_before);
7639   update_reg_last_use (m, insert_before);
7640
7641   start_sequence ();
7642   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7643   if (reg != result)
7644     emit_move_insn (reg, result);
7645   seq = gen_sequence ();
7646   end_sequence ();
7647
7648   emit_insn_before (seq, insert_before);
7649
7650   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new
7651      registers.  Iterate over the sequence we just created and
7652      record them all.  */
7653
7654   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7655     {
7656       int i;
7657       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7658         {
7659           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7660           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7661             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7662         }
7663     }
7664   else if (GET_CODE (seq) == SET
7665            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7666     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7667 }
7668 \f
7669 /* Test whether A * B can be computed without
7670    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7671
7672 static int
7673 product_cheap_p (a, b)
7674      rtx a;
7675      rtx b;
7676 {
7677   int i;
7678   rtx tmp;
7679   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7680   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7681   int win = 1;
7682
7683   /* If only one is constant, make it B.  */
7684   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7685     tmp = a, a = b, b = tmp;
7686
7687   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7688   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7689     return 1;
7690
7691   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7692   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7693     return 0;
7694
7695   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7696      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7697      of insns is generated.  */
7698
7699   rtl_obstack = &temp_obstack;
7700   start_sequence ();
7701   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7702   tmp = gen_sequence ();
7703   end_sequence ();
7704
7705   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7706     {
7707       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7708         win = 1;
7709       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7710         win = 0;
7711       else
7712         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7713           {
7714             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7715
7716             if (GET_CODE (insn) != INSN
7717                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7718                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7719                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7720                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7721                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7722               {
7723                 win = 0;
7724                 break;
7725               }
7726           }
7727     }
7728   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7729            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7730     win = 0;
7731   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7732            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7733            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7734     win = 0;
7735
7736   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7737      allocation to its normal obstack.  */
7738   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7739   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7740
7741   return win;
7742 }
7743 \f
7744 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7745    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7746    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7747    to see if the optimization can be performed.
7748    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7749
7750 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7751    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7752    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7753    faster than one that increments from zero.  */
7754
7755 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7756    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7757    final_[bg]iv_value.  */
7758
7759 static int
7760 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info)
7761      rtx loop_end;
7762      int insn_count;
7763      rtx loop_start;
7764      struct loop_info *loop_info;
7765 {
7766   struct iv_class *bl;
7767   rtx reg;
7768   rtx jump_label;
7769   rtx final_value;
7770   rtx start_value;
7771   rtx new_add_val;
7772   rtx comparison;
7773   rtx before_comparison;
7774   rtx p;
7775   rtx jump;
7776   rtx first_compare;
7777   int compare_and_branch;
7778
7779   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7780      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7781
7782   jump = PREV_INSN (loop_end);
7783   comparison = get_condition_for_loop (jump);
7784   if (comparison == 0)
7785     return 0;
7786
7787   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7788      two instructions.  */
7789   get_condition (jump, &first_compare);
7790   if (first_compare == jump)
7791     compare_and_branch = 1;
7792   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7793     compare_and_branch = 2;
7794   else
7795     return 0;
7796
7797   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7798      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7799      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7800      used between its update and the test insn.  */
7801
7802   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7803     {
7804       if (bl->biv_count == 1
7805           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7806           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7807                                    first_compare))
7808         break;
7809     }
7810
7811   if (! bl)
7812     return 0;
7813
7814   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7815      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7816      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7817      m68k DBRA instruction to be used.  */
7818
7819   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7820         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7821         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7822        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7823       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7824       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7825     {
7826       /* Initial value must be greater than 0,
7827          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7828          the last iteration */
7829
7830       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7831           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7832           && (INTVAL (bl->initial_value)
7833               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7834         {
7835           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7836           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7837             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7838                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7839           bl->nonneg = 1;
7840
7841           return 1;
7842         }
7843
7844       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7845          the loop, then we can safely optimize.  */
7846       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7847         {
7848           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7849             break;
7850           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7851             continue;
7852
7853           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
7854           if (before_comparison
7855               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7856               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7857               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7858               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7859               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7860             {
7861               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7862                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7863                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7864               bl->nonneg = 1;
7865
7866               return 1;
7867             }
7868         }
7869     }
7870   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7871            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7872     {
7873       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7874       /* Can do this if:
7875          all registers modified are induction variables or invariant,
7876          all memory references have non-overlapping addresses
7877          (obviously true if only one write)
7878          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7879       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7880          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7881          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7882          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7883          one biv.  */
7884       int num_nonfixed_reads = 0;
7885       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7886       int no_use_except_counting = 0;
7887       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7888          which is reversible.  */
7889       int reversible_mem_store = 1;
7890
7891       if (bl->giv_count == 0
7892           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
7893         {
7894           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7895
7896           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7897              fall through at the end of the loop, then
7898              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7899           no_use_except_counting = 1;
7900           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7901             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7902               {
7903                 rtx set = single_set (p);
7904
7905                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7906                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7907                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7908                   ;
7909                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7910                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7911                   /* Don't bother about the end test.  */
7912                   ;
7913                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7914                   {
7915                     no_use_except_counting = 0;
7916                     break;
7917                   }
7918               }
7919         }
7920
7921       if (no_use_except_counting)
7922         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7923       else if (num_mem_sets <= 1)
7924         {
7925           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7926             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7927               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
7928
7929           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7930              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7931              might then have the wrong value at loop exit.
7932              This would work if the source was invariant also, however, in that
7933              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7934
7935           if (num_mem_sets == 1)
7936             {
7937               struct induction *v;
7938
7939               reversible_mem_store
7940                 = (! unknown_address_altered
7941                    && ! invariant_p (XEXP (XEXP (loop_store_mems, 0), 0)));
7942
7943               /* If the store depends on a register that is set after the
7944                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7945                  reversible.  */
7946               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7947                 {
7948                   if (v->giv_type == DEST_REG
7949                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7950                                           XEXP (loop_store_mems, 0))
7951                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7952                     reversible_mem_store = 0;
7953                 }
7954             }
7955         }
7956       else
7957         return 0;
7958
7959       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7960          the memory address check by only reversing loops with
7961          zero or one memory access.
7962          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7963          and that can't be reversed.
7964          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7965          about all these things.  */
7966
7967       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7968            && ! loop_info->has_call
7969            && ! loop_info->has_volatile
7970            && reversible_mem_store
7971            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7972               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7973            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7974           || no_use_except_counting)
7975         {
7976           rtx tem;
7977
7978           /* Loop can be reversed.  */
7979           if (loop_dump_stream)
7980             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7981
7982           /* Now check other conditions:
7983
7984              The increment must be a constant, as must the initial value,
7985              and the comparison code must be LT.
7986
7987              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7988              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7989              confusing.  */
7990
7991           if (comparison
7992               /* for constants, LE gets turned into LT */
7993               && (GET_CODE (comparison) == LT
7994                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7995                       && no_use_except_counting)))
7996             {
7997               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
7998               rtx initial_value, comparison_value;
7999               int nonneg = 0;
8000               enum rtx_code cmp_code;
8001               int comparison_const_width;
8002               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
8003
8004               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
8005               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
8006               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
8007                 comparison_const_width
8008                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
8009               else
8010                 comparison_const_width
8011                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
8012               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8013                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
8014               comparison_sign_mask
8015                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
8016
8017               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
8018                  can not reverse this loop.
8019
8020                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
8021                  a whole compute an invariant result, then we could move
8022                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
8023               if (!invariant_p (comparison_value))
8024                 return 0;
8025
8026               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8027                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
8028               initial_value = bl->initial_value;
8029
8030               /* Normalize the initial value if it is an integer and
8031                  has no other use except as a counter.  This will allow
8032                  a few more loops to be reversed.  */
8033               if (no_use_except_counting
8034                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8035                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8036                 {
8037                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
8038                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
8039                      of add_val in order to do the loop reversal, so
8040                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
8041                      Since comparison_value is constant, we know that the
8042                      current comparison code is LT.  */
8043                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
8044                   comparison_val
8045                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
8046                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
8047                      even if there is an overflow, we might still be able to
8048                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
8049                      NE is possible.  */
8050                   initial_value = const0_rtx;
8051                 }
8052
8053               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
8054               if (initial_value == const0_rtx
8055                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count,
8056                      prefer the NE test, since this will allow that
8057                      instruction to be generated.  Note that we must
8058                      use a vanilla loop reversal if the biv is used to
8059                      calculate a giv or has a non-counting use.  */
8060 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) \
8061 && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
8062                   && (! (add_val == 1 && loop_info->vtop
8063                          && (bl->biv_count == 0
8064                              || no_use_except_counting)))
8065 #endif
8066                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8067                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
8068                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
8069                         & comparison_sign_mask))
8070                 {
8071                   /* Register will always be nonnegative, with value
8072                      0 on last iteration */
8073                   add_adjust = add_val;
8074                   nonneg = 1;
8075                   cmp_code = GE;
8076                 }
8077               else if (add_val == 1 && loop_info->vtop
8078                        && (bl->biv_count == 0
8079                            || no_use_except_counting))
8080                 {
8081                   add_adjust = 0;
8082                   cmp_code = NE;
8083                 }
8084               else
8085                 return 0;
8086
8087               if (GET_CODE (comparison) == LE)
8088                 add_adjust -= add_val;
8089
8090               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
8091                  value is not an exact multiple of the increment, then we
8092                  can not reverse this loop.  */
8093               if (initial_value == const0_rtx
8094                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8095                 {
8096                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
8097                     return 0;
8098                 }
8099               else
8100                 {
8101                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
8102                     return 0;
8103                 }
8104
8105               final_value = comparison_value;
8106
8107               /* Reset these in case we normalized the initial value
8108                  and comparison value above.  */
8109               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8110                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8111                 {
8112                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
8113                   final_value
8114                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
8115                 }
8116               bl->initial_value = initial_value;
8117
8118               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
8119               reg = bl->biv->dest_reg;
8120               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
8121               if (jump_label == pc_rtx)
8122                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
8123               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
8124
8125               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
8126                  to generate a SUB.
8127                  Initialize biv to start_value before loop start.
8128                  The old initializing insn will be deleted as a
8129                  dead store by flow.c.  */
8130               if (initial_value == const0_rtx
8131                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8132                 {
8133                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
8134                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
8135                                     loop_start);
8136                 }
8137               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8138                 {
8139                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
8140                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8141                   enum insn_code icode
8142                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8143
8144                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
8145                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
8146                             (comparison_value, mode))
8147                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
8148                             (offset, mode)))
8149                     return 0;
8150                   start_value
8151                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
8152                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8153                                      (reg, comparison_value, offset)),
8154                                     loop_start);
8155                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
8156                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
8157                                                 GEN_INT (add_val));
8158                 }
8159               else if (! add_adjust)
8160                 {
8161                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8162                   enum insn_code icode
8163                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8164                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
8165                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
8166                             (comparison_value, mode))
8167                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
8168                             (initial_value, mode)))
8169                     return 0;
8170                   start_value
8171                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
8172                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8173                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
8174                                     loop_start);
8175                 }
8176               else
8177                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
8178                    better to have a testcase first.  */
8179                 return 0;
8180
8181               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
8182                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8183               start_sequence ();
8184               expand_inc (reg, new_add_val);
8185               tem = gen_sequence ();
8186               end_sequence ();
8187
8188               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8189               delete_insn (bl->biv->insn);
8190
8191               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8192               bl->biv->insn = p;
8193               bl->initial_value = start_value;
8194               bl->biv->add_val = new_add_val;
8195
8196               /* Update loop info.  */
8197               loop_info->initial_value = reg;
8198               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8199               loop_info->final_value = const0_rtx;
8200               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8201               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8202               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8203               loop_info->increment = new_add_val;
8204
8205               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8206                  not delete the label.  */
8207               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8208
8209               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8210                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8211               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8212                   || ! bl->init_insn
8213                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8214                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8215                                  loop_end);
8216
8217               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8218               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8219               if (compare_and_branch == 2)
8220                 delete_insn (first_compare);
8221
8222               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8223               start_sequence ();
8224               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8225                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
8226                                        XEXP (jump_label, 0));
8227               tem = gen_sequence ();
8228               end_sequence ();
8229               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8230
8231               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8232                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8233                    tem = PREV_INSN (tem))
8234                 ;
8235
8236               if (tem)
8237                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8238
8239               if (nonneg)
8240                 {
8241                   if (tem)
8242                     {
8243                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8244                       /* Register is now always nonnegative,
8245                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8246                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8247                                                            REG_NOTES (tem));
8248                     }
8249                   bl->nonneg = 1;
8250                 }
8251
8252               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
8253                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
8254                  code).
8255                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
8256                  counting, or it is the only biv in this function.
8257                  However, the code that computes no_use_except_counting does
8258                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
8259                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
8260                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
8261                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
8262                  here.  */
8263               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8264                 if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
8265                   {
8266                     rtx *pnote;
8267                     rtx set = single_set (p);
8268                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
8269                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
8270                     if (! set
8271                         || GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
8272                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= reg_iv_type->num_elements
8273                         || REG_IV_TYPE (REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
8274                         || REG_IV_INFO (REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
8275                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
8276                         {
8277                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
8278                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
8279                                                   XEXP (*pnote, 0)))
8280                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
8281                           else
8282                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
8283                         }
8284                   }
8285
8286               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8287                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8288                  will have to be fixed up.  */
8289
8290               bl->reversed = 1;
8291
8292               if (loop_dump_stream)
8293                 {
8294                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
8295                   if (bl->nonneg)
8296                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
8297                   else
8298                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8299                 }
8300
8301               return 1;
8302             }
8303         }
8304     }
8305
8306   return 0;
8307 }
8308 \f
8309 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8310    based on the insns in the loop that refer to it.
8311    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
8312
8313    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8314
8315    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8316    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8317    start of the loop.  */
8318
8319 static int
8320 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
8321      struct iv_class *bl;
8322      rtx loop_start;
8323      rtx end;
8324      int eliminate_p;
8325      int threshold, insn_count;
8326 {
8327   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8328   rtx p;
8329
8330   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8331      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8332
8333   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8334     {
8335       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8336       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8337
8338       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
8339       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
8340         {
8341           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
8342
8343           if (note)
8344             {
8345               rtx last = XEXP (note, 0);
8346               rtx set = single_set (last);
8347
8348               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
8349                 {
8350                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
8351
8352                   if (regno < max_reg_before_loop
8353                       && REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
8354                       && REG_IV_INFO (regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
8355                     p = last;
8356                 }
8357             }
8358         }
8359       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8360           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8361           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
8362         {
8363           if (loop_dump_stream)
8364             fprintf (loop_dump_stream,
8365                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8366                      bl->regno, INSN_UID (p));
8367           break;
8368         }
8369     }
8370
8371   if (p == end)
8372     {
8373       if (loop_dump_stream)
8374         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8375                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8376       return 1;
8377     }
8378
8379   return 0;
8380 }
8381 \f
8382 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8383    Return non-zero if INSN is first.  */
8384
8385 int
8386 loop_insn_first_p (insn, reference)
8387      rtx insn, reference;
8388 {
8389   rtx p, q;
8390
8391   for (p = insn, q = reference; ;)
8392     {
8393       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8394          first.  */
8395       if (q == insn || ! p)
8396         return 0;
8397       if (p == reference || ! q)
8398         return 1;
8399
8400       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
8401          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
8402          P is a note.  */
8403       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8404           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
8405           && GET_CODE (p) != NOTE)
8406         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
8407
8408       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
8409           || GET_CODE (p) == NOTE)
8410         p = NEXT_INSN (p);
8411       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8412         q = NEXT_INSN (q);
8413     }
8414 }
8415
8416 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8417    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8418    div derivation is zero.  */
8419 static int
8420 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8421      struct induction *biv, *giv;
8422      rtx insn;
8423 {
8424   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8425      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8426      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8427      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8428   if (giv->auto_inc_opt
8429       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8430            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8431           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8432               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8433     return 0;
8434
8435   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8436      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8437      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8438      bother to make this possible.  */
8439   if (giv->derived_from
8440       && ! (giv->always_executed
8441             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8442             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8443     return 0;
8444   if (giv->same
8445       && giv->same->derived_from
8446       && ! (giv->same->always_executed
8447             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8448             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8449     return 0;
8450
8451   return 1;
8452 }
8453
8454 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8455    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8456
8457    If BIV does not appear in X, return 1.
8458
8459    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8460    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8461    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8462    the loop.  */
8463
8464 static int
8465 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
8466      rtx x, insn;
8467      struct iv_class *bl;
8468      int eliminate_p;
8469      rtx where;
8470 {
8471   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8472   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8473   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8474   struct induction *v;
8475   rtx arg, tem;
8476 #ifdef HAVE_cc0
8477   rtx new;
8478 #endif
8479   int arg_operand;
8480   const char *fmt;
8481   int i, j;
8482
8483   switch (code)
8484     {
8485     case REG:
8486       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8487          we can't eliminate it.  */
8488       if (x == reg)
8489         return 0;
8490       return 1;
8491
8492     case SET:
8493       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8494       if (SET_DEST (x) == reg)
8495         return 1;
8496
8497       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8498          it will go away when the giv is reduced.  */
8499       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8500         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8501           return 1;
8502
8503 #ifdef HAVE_cc0
8504       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8505         {
8506           /* Can replace with any giv that was reduced and
8507              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8508              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8509              ??? We disable this optimization to avoid potential
8510              overflows.  */
8511
8512           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8513             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8514                 && v->add_val == const0_rtx
8515                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8516                 && v->mode == mode
8517                 && 0)
8518               {
8519                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8520                   continue;
8521
8522                 if (! eliminate_p)
8523                   return 1;
8524
8525                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8526                    then reverse the comparison.  */
8527                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8528                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8529                                          const0_rtx, v->new_reg);
8530                 else
8531                   new = v->new_reg;
8532
8533                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8534                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8535                   return 1;
8536               }
8537
8538           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8539              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8540              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8541              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8542              overflow problem.  */
8543
8544           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8545             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8546                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8547                 && v->mode == mode
8548                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8549                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8550                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8551                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8552                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8553               {
8554                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8555                   continue;
8556
8557                 if (! eliminate_p)
8558                   return 1;
8559
8560                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8561                    then reverse the comparison.  */
8562                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8563                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8564                                          v->new_reg);
8565                 else
8566                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8567                                          copy_rtx (v->add_val));
8568
8569                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8570                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8571                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8572                   return 1;
8573
8574                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8575                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8576                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8577
8578                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8579                                   where);
8580
8581                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8582                    the compare expression. */
8583                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8584                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8585                   return 1;
8586               }
8587         }
8588 #endif
8589       break;
8590
8591     case COMPARE:
8592     case EQ:  case NE:
8593     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8594     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8595       /* See if either argument is the biv.  */
8596       if (XEXP (x, 0) == reg)
8597         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8598       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8599         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8600       else
8601         break;
8602
8603       if (CONSTANT_P (arg))
8604         {
8605           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8606              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8607              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8608
8609           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8610             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8611                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8612                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8613                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8614                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8615                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8616                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8617                 && v->mode == mode)
8618               {
8619                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8620                   continue;
8621
8622                 if (! eliminate_p)
8623                   return 1;
8624
8625                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8626                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8627
8628                 /* If all constants are actually constant integers and
8629                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8630                    do so.  */
8631                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8632                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8633                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8634                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8635                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8636                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8637                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8638                   return 1;
8639
8640                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8641                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8642                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8643                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8644                   return 1;
8645
8646                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8647                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8648               }
8649
8650           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8651              Insert insns to calculate new compare value.
8652              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8653
8654           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8655             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8656                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8657                 && v->mode == mode
8658                 && 0)
8659               {
8660                 rtx tem;
8661
8662                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8663                   continue;
8664
8665                 if (! eliminate_p)
8666                   return 1;
8667
8668                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8669
8670                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8671                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8672                                  v->new_reg, 1);
8673
8674                 /* Compute value to compare against.  */
8675                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8676                 /* Use it in this insn.  */
8677                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8678                 if (apply_change_group ())
8679                   return 1;
8680               }
8681         }
8682       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8683         {
8684           if (invariant_p (arg) == 1)
8685             {
8686               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8687                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8688                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8689
8690               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8691                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8692                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8693                     && v->mode == mode
8694                     && 0)
8695                   {
8696                     rtx tem;
8697
8698                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8699                       continue;
8700
8701                     if (! eliminate_p)
8702                       return 1;
8703
8704                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8705
8706                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8707                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8708                                      v->new_reg, 1);
8709
8710                     /* Compute value to compare against.  */
8711                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8712                                       tem, where);
8713                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8714                     if (apply_change_group ())
8715                       return 1;
8716                   }
8717             }
8718
8719           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8720              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8721              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8722              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8723              but that can generate poor code.
8724
8725              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8726              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8727              we might have to do a topological sort of the order in which
8728              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8729              this sort of thing now.  */
8730
8731 #if 0
8732           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8733           if (GET_CODE (arg) != REG
8734               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8735             return 0;
8736
8737           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8738              with identical coefficients.  */
8739           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8740             {
8741               struct induction *tv;
8742
8743               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8744                 continue;
8745
8746               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8747                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8748                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8749                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8750                     && tv->mode == mode)
8751                   {
8752                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8753                       continue;
8754
8755                     if (! eliminate_p)
8756                       return 1;
8757
8758                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8759                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8760                     /* Replace other operand with the other giv's
8761                        reduced reg.  */
8762                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8763                     return 1;
8764                   }
8765             }
8766 #endif
8767         }
8768
8769       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8770       return 0;
8771
8772     case MEM:
8773       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8774          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8775       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8776         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8777           return 1;
8778       break;
8779
8780     default:
8781       break;
8782     }
8783
8784   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8785   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8786   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8787     {
8788       switch (fmt[i])
8789         {
8790         case 'e':
8791           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl,
8792                                        eliminate_p, where))
8793             return 0;
8794           break;
8795
8796         case 'E':
8797           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8798             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8799                                          eliminate_p, where))
8800               return 0;
8801           break;
8802         }
8803     }
8804
8805   return 1;
8806 }
8807 \f
8808 /* Return nonzero if the last use of REG
8809    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8810
8811 static int
8812 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8813      rtx reg;
8814      rtx insn;
8815 {
8816   rtx n;
8817   for (n = insn;
8818        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8819        n = NEXT_INSN (n))
8820     {
8821       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8822         return 1;
8823     }
8824   return 0;
8825 }
8826 \f
8827 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8828    just record the location of the set and process it later.  */
8829
8830 static void
8831 record_initial (dest, set)
8832      rtx dest;
8833      rtx set;
8834 {
8835   struct iv_class *bl;
8836
8837   if (GET_CODE (dest) != REG
8838       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8839       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8840     return;
8841
8842   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8843
8844   /* If this is the first set found, record it.  */
8845   if (bl->init_insn == 0)
8846     {
8847       bl->init_insn = note_insn;
8848       bl->init_set = set;
8849     }
8850 }
8851 \f
8852 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8853    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8854    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8855    use it.  */
8856
8857 static void
8858 update_reg_last_use (x, insn)
8859      rtx x;
8860      rtx insn;
8861 {
8862   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8863      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8864      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8865      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8866   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8867       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8868       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8869     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8870   else
8871     {
8872       register int i, j;
8873       register const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8874       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8875         {
8876           if (fmt[i] == 'e')
8877             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8878           else if (fmt[i] == 'E')
8879             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8880               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8881         }
8882     }
8883 }
8884 \f
8885 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8886    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8887    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8888    be returned.
8889
8890    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8891    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8892    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8893    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8894
8895    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
8896    callers.  Specifically:
8897
8898    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8899    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8900    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8901    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8902        for GE, GEU, and LEU.  */
8903
8904 rtx
8905 get_condition (jump, earliest)
8906      rtx jump;
8907      rtx *earliest;
8908 {
8909   enum rtx_code code;
8910   rtx prev = jump;
8911   rtx set;
8912   rtx tem;
8913   rtx op0, op1;
8914   int reverse_code = 0;
8915   int did_reverse_condition = 0;
8916   enum machine_mode mode;
8917
8918   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8919   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8920       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
8921     return 0;
8922
8923   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8924   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8925   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
8926   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
8927
8928   if (earliest)
8929     *earliest = jump;
8930
8931   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8932      the condition.  */
8933   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
8934       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
8935     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
8936
8937   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8938      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8939      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8940      in cse.c  */
8941
8942   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
8943     {
8944       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8945       rtx x = 0;
8946
8947 #ifdef HAVE_cc0
8948       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8949          insn.  */
8950       if (op0 == cc0_rtx)
8951         {
8952           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8953               || GET_CODE (prev) != INSN
8954               || (set = single_set (prev)) == 0
8955               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8956             return 0;
8957
8958           op0 = SET_SRC (set);
8959           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8960           if (earliest)
8961             *earliest = prev;
8962         }
8963 #endif
8964
8965       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8966       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8967         {
8968           op1 = XEXP (op0, 1);
8969           op0 = XEXP (op0, 0);
8970           continue;
8971         }
8972       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8973         break;
8974
8975       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8976          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8977          we don't want to bother dealing with it.  */
8978
8979       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8980           || GET_CODE (prev) != INSN
8981           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8982           || (set = single_set (prev)) == 0)
8983         break;
8984
8985       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8986          relevant.  */
8987       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8988         {
8989           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
8990
8991           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8992              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8993              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8994              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8995              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8996              should not affect other platforms.
8997
8998              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8999              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
9000              modeless comparisons inside branch patterns.
9001
9002              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
9003              in simplify_comparison in combine.  */
9004
9005           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
9006                || (((code == NE
9007                      || (code == LT
9008                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
9009                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
9010                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9011                          && (STORE_FLAG_VALUE
9012                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9013                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9014 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9015                      || (code == LT
9016                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9017                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
9018 #endif
9019                      ))
9020                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
9021               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9022                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9023                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9024             x = SET_SRC (set);
9025           else if (((code == EQ
9026                      || (code == GE
9027                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
9028                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9029                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
9030                          && (STORE_FLAG_VALUE
9031                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9032                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9033 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9034                      || (code == GE
9035                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9036                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
9037 #endif
9038                      ))
9039                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
9040                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9041                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9042                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9043
9044             {
9045               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
9046                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
9047                  have had to reverse the condition.  */
9048               did_reverse_condition ^= 1;
9049               reverse_code = 1;
9050               x = SET_SRC (set);
9051             }
9052           else
9053             break;
9054         }
9055
9056       else if (reg_set_p (op0, prev))
9057         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
9058         break;
9059
9060       if (x)
9061         {
9062           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
9063             code = GET_CODE (x);
9064           if (reverse_code)
9065             {
9066               code = reverse_condition (code);
9067               did_reverse_condition ^= 1;
9068               reverse_code = 0;
9069             }
9070
9071           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
9072           if (earliest)
9073             *earliest = prev;
9074         }
9075     }
9076
9077   /* If constant is first, put it last.  */
9078   if (CONSTANT_P (op0))
9079     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
9080
9081   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
9082      was really being compared, so fail.  */
9083   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
9084     return 0;
9085
9086   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
9087      if we can do computations in the relevant mode and we do not
9088      overflow.  */
9089
9090   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
9091       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
9092       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9093     {
9094       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
9095       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
9096       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
9097         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
9098
9099       switch (code)
9100         {
9101         case LE:
9102           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
9103             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
9104           break;
9105
9106         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
9107            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
9108         case GE:
9109           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
9110               != (((HOST_WIDE_INT) 1
9111                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
9112             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
9113           break;
9114
9115         case LEU:
9116           if (uconst_val < max_val)
9117             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
9118           break;
9119
9120         case GEU:
9121           if (uconst_val != 0)
9122             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
9123           break;
9124
9125         default:
9126           break;
9127         }
9128     }
9129
9130   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
9131      EQ or NE, return zero.  */
9132   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
9133       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
9134       && ! flag_fast_math
9135       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
9136     return 0;
9137
9138 #ifdef HAVE_cc0
9139   /* Never return CC0; return zero instead.  */
9140   if (op0 == cc0_rtx)
9141     return 0;
9142 #endif
9143
9144   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
9145 }
9146
9147 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
9148    unless both operands are invariants.  */
9149
9150 rtx
9151 get_condition_for_loop (x)
9152      rtx x;
9153 {
9154   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
9155
9156   if (comparison == 0
9157       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
9158       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
9159     return comparison;
9160
9161   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
9162                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
9163 }
9164
9165 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
9166 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
9167    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds.
9168    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
9169    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
9170  */
9171
9172 static void
9173 insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info)
9174      rtx loop_start, loop_end;
9175      struct loop_info *loop_info;
9176 {
9177   int i;
9178   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
9179
9180   int increment_direction, compare_direction;
9181
9182   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
9183       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
9184   int add_iteration = 0;
9185
9186   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
9187
9188   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
9189
9190   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
9191   if (loop_info->unroll_number == loop_info->n_iterations)
9192     return;
9193
9194   /* Make sure that the count register is not in use.  */
9195   if (loop_used_count_register [loop_num])
9196     {
9197       if (loop_dump_stream)
9198         fprintf (loop_dump_stream,
9199                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
9200                  loop_num);
9201       return;
9202     }
9203
9204   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
9205   if (indirect_jump_in_function)
9206     {
9207       if (loop_dump_stream)
9208         fprintf (loop_dump_stream,
9209                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
9210                  loop_num);
9211       return;
9212     }
9213
9214   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
9215   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
9216       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
9217       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
9218     {
9219       if (loop_dump_stream)
9220         fprintf (loop_dump_stream,
9221                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
9222                  loop_num);
9223       return;
9224     }
9225
9226   /* Make sure that the loop does not contain a function call
9227      (the count register might be altered by the called function).  */
9228   if (loop_info->has_call)
9229     {
9230       if (loop_dump_stream)
9231         fprintf (loop_dump_stream,
9232                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
9233                  loop_num);
9234       return;
9235     }
9236
9237   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
9238      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
9239   if (loop_info->has_tablejump)
9240     {
9241       if (loop_dump_stream)
9242         fprintf (loop_dump_stream,
9243                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
9244                  loop_num);
9245       return;
9246     }
9247
9248   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
9249   if (loop_info->unroll_number > 1)
9250     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
9251   else
9252     n_iterations = loop_info->n_iterations;
9253
9254   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
9255     {
9256       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
9257       if (loop_dump_stream)
9258         fprintf (loop_dump_stream,
9259                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
9260                  loop_num);
9261       return;
9262     }
9263
9264   /* Try to instrument the loop.  */
9265
9266   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
9267   if (n_iterations > 0)
9268     {
9269       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
9270       for (i = loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
9271         loop_used_count_register[i] = 1;
9272       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
9273       return;
9274     }
9275
9276   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
9277      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
9278      of the number of iterations.  */
9279
9280   if (loop_info->iteration_var == 0)
9281     {
9282       if (loop_dump_stream)
9283         fprintf (loop_dump_stream,
9284                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9285                  loop_num);
9286       return;
9287     }
9288
9289   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9290       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9291     {
9292       if (loop_dump_stream)
9293         fprintf (loop_dump_stream,
9294                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9295                  loop_num);
9296       return;
9297     }
9298
9299   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9300   if (loop_info->comparison_code == NE)
9301     {
9302       if (loop_dump_stream)
9303         fprintf (loop_dump_stream,
9304                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9305                  loop_num);
9306       return;
9307     }
9308 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9309 #if 0
9310   else
9311     {
9312       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9313          loop executes at least once.  */
9314       rtx sequence;
9315       rtx iterations_num_reg;
9316
9317       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9318         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9319
9320       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9321          expensive) divide is needed.  */
9322       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9323         {
9324           if (loop_dump_stream)
9325             fprintf (loop_dump_stream,
9326                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9327           return;
9328         }
9329
9330       /* compute the number of iterations */
9331       start_sequence ();
9332       {
9333         rtx temp_reg;
9334
9335         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9336            ;
9337            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9338            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9339            ;                                           increment
9340          */
9341         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9342            expand_binop?  */
9343         if (compare_direction > 0)
9344           {
9345             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9346             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9347                                      comparison_value, initial_value,
9348                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9349           }
9350         else
9351           {
9352             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9353                                      initial_value, comparison_value,
9354                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9355           }
9356
9357         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9358           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9359                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9360                                             + add_iteration),
9361                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9362
9363         if (increment_value_abs != 1)
9364           iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, asr_optab,
9365                                              temp_reg,
9366                                              GEN_INT (exact_log2 (increment_value_abs)),
9367                                              NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9368         else
9369           iterations_num_reg = temp_reg;
9370       }
9371       sequence = gen_sequence ();
9372       end_sequence ();
9373       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9374       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9375     }
9376
9377   return;
9378 #endif /* Complex case */
9379 }
9380
9381 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9382    1. A new counter register is created.
9383    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9384    passed in the loop_num_iterations parameter.
9385    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9386    The created comparison follows the pattern defined for the
9387    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9388    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9389    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9390    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9391
9392 static void
9393 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9394      rtx loop_start, loop_end;
9395      rtx loop_num_iterations;
9396 {
9397   rtx counter_reg;
9398   rtx start_label;
9399   rtx sequence;
9400
9401   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9402     {
9403       if (loop_dump_stream)
9404         {
9405           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9406           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9407             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9408                      INTVAL (loop_num_iterations));
9409           else
9410             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9411           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9412         }
9413
9414       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9415          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9416       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9417
9418       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9419       start_label = gen_label_rtx ();
9420       emit_label_after (start_label, loop_start);
9421
9422       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9423       start_sequence ();
9424       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9425       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9426       sequence = gen_sequence ();
9427       end_sequence ();
9428       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9429
9430       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9431          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9432          later recognized by assembly generation phase).  */
9433       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9434                                                                 start_label),
9435                              loop_end);
9436       LABEL_NUSES (start_label)++;
9437     }
9438
9439 }
9440 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9441
9442 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9443
9444    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9445    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9446 static int
9447 indirect_jump_in_function_p (start)
9448      rtx start;
9449 {
9450   rtx insn;
9451
9452   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9453     if (computed_jump_p (insn))
9454       return 1;
9455
9456   return 0;
9457 }
9458
9459 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9460    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9461    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9462
9463 static int
9464 insert_loop_mem (mem, data)
9465      rtx *mem;
9466      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9467 {
9468   int i;
9469   rtx m = *mem;
9470
9471   if (m == NULL_RTX)
9472     return 0;
9473
9474   switch (GET_CODE (m))
9475     {
9476     case MEM:
9477       break;
9478
9479     case CONST_DOUBLE:
9480       /* We're not interested in the MEM associated with a
9481          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9482       return -1;
9483
9484     default:
9485       /* This is not a MEM.  */
9486       return 0;
9487     }
9488
9489   /* See if we've already seen this MEM.  */
9490   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9491     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem))
9492       {
9493         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9494           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9495              this happens, something tricky is going on, and we just
9496              don't optimize accesses to this MEM.  */
9497           loop_mems[i].optimize = 0;
9498
9499         return 0;
9500       }
9501
9502   /* Resize the array, if necessary.  */
9503   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated)
9504     {
9505       if (loop_mems_allocated != 0)
9506         loop_mems_allocated *= 2;
9507       else
9508         loop_mems_allocated = 32;
9509
9510       loop_mems = (loop_mem_info*)
9511         xrealloc (loop_mems,
9512                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
9513     }
9514
9515   /* Actually insert the MEM.  */
9516   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9517   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9518      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9519      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9520      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9521   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9522   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9523   ++loop_mems_idx;
9524
9525   return 0;
9526 }
9527
9528 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9529    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9530    values after load_mems.  */
9531
9532 static void
9533 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
9534                                      insn_count)
9535      rtx scan_start;
9536      rtx end;
9537      rtx loop_top;
9538      rtx start;
9539      int *insn_count;
9540 {
9541   int nregs = max_reg_num ();
9542
9543   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
9544
9545   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9546      created new registers.  */
9547   if (max_reg_num () > nregs)
9548     {
9549       int i;
9550       int old_nregs;
9551
9552       old_nregs = nregs;
9553       nregs = max_reg_num ();
9554
9555       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9556         {
9557           /* Grow all the arrays.  */
9558           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9559           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9560           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9561           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9562         }
9563       /* Clear the arrays */
9564       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9565       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9566       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9567
9568       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
9569                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9570                            insn_count, nregs);
9571
9572       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9573         {
9574           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9575           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9576         }
9577
9578 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9579       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9580          create CCmode register copies.  */
9581       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9582         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9583           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9584 #endif
9585
9586       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9587       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9588              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9589              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9590     }
9591 }
9592
9593 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
9594    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
9595    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
9596
9597 static void
9598 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
9599      rtx scan_start;
9600      rtx end;
9601      rtx loop_top;
9602      rtx start;
9603 {
9604   int maybe_never = 0;
9605   int i;
9606   rtx p;
9607   rtx label = NULL_RTX;
9608   rtx end_label = NULL_RTX;
9609
9610   if (loop_mems_idx > 0)
9611     {
9612       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9613       int next_maybe_never = 0;
9614
9615       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9616          loop are never executed.  */
9617       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9618            p != NULL_RTX && !maybe_never;
9619            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9620         {
9621           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9622             maybe_never = 1;
9623           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9624                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
9625                       around to the beginning, don't set maybe_never
9626                       for that.  This must be an unconditional jump,
9627                       otherwise the code at the top of the loop might
9628                       never be executed.  Unconditional jumps are
9629                       followed a by barrier then loop end.  */
9630                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9631                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
9632                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
9633                          && simplejump_p (p)))
9634             {
9635               if (!condjump_p (p))
9636                 /* Something complicated.  */
9637                 maybe_never = 1;
9638               else
9639                 /* If there are any more instructions in the loop, they
9640                    might not be reached.  */
9641                 next_maybe_never = 1;
9642             }
9643           else if (next_maybe_never)
9644             maybe_never = 1;
9645         }
9646
9647       /* Actually move the MEMs.  */
9648       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9649         {
9650           int written = 0;
9651           rtx reg;
9652           rtx mem = loop_mems[i].mem;
9653           rtx mem_list_entry;
9654
9655           if (MEM_VOLATILE_P (mem)
9656               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
9657             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9658             loop_mems[i].optimize = 0;
9659
9660           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9661              one is aliased by one of them.  */
9662           mem_list_entry = loop_store_mems;
9663           while (mem_list_entry)
9664             {
9665               if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9666                 written = 1;
9667               else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9668                                         mem, rtx_varies_p))
9669                 {
9670                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9671                   loop_mems[i].optimize = 0;
9672                   break;
9673                 }
9674               mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9675             }
9676
9677           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9678              are no reads from another MEM that aliases this one.  */
9679           if (loop_mems[i].optimize && written)
9680             {
9681               int j;
9682
9683               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9684                 {
9685                   if (j == i)
9686                     continue;
9687                   else if (true_dependence (mem,
9688                                             VOIDmode,
9689                                             loop_mems[j].mem,
9690                                             rtx_varies_p))
9691                     {
9692                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9693                          the loop because writes to it might not be
9694                          seen by reads from loop_mems[j].  */
9695                       loop_mems[i].optimize = 0;
9696                       break;
9697                     }
9698                 }
9699             }
9700
9701           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9702             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9703                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9704             loop_mems[i].optimize = 0;
9705
9706           if (!loop_mems[i].optimize)
9707             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9708                loop, but later discovered that we could not.  */
9709             continue;
9710
9711           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9712              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9713              out of the loop just because this REG is neither a
9714              user-variable nor used in the loop test.  */
9715           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9716           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9717           loop_mems[i].reg = reg;
9718
9719           /* Now, replace all references to the MEM with the
9720              corresponding pesudos.  */
9721           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9722                p != NULL_RTX;
9723                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9724             {
9725               rtx_and_int ri;
9726               ri.r = p;
9727               ri.i = i;
9728               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9729             }
9730
9731           if (!apply_change_group ())
9732             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9733             loop_mems[i].optimize = 0;
9734           else
9735             {
9736               rtx set;
9737
9738               /* Load the memory immediately before START, which is
9739                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
9740               set = gen_move_insn (reg, mem);
9741               emit_insn_before (set, start);
9742
9743               if (written)
9744                 {
9745                   if (label == NULL_RTX)
9746                     {
9747                       /* We must compute the former
9748                          right-after-the-end label before we insert
9749                          the new one.  */
9750                       end_label = next_label (end);
9751                       label = gen_label_rtx ();
9752                       emit_label_after (label, end);
9753                     }
9754
9755                   /* Store the memory immediately after END, which is
9756                    the NOTE_LOOP_END.  */
9757                   set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9758                   emit_insn_after (set, label);
9759                 }
9760
9761               if (loop_dump_stream)
9762                 {
9763                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9764                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9765                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9766                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
9767                 }
9768             }
9769         }
9770     }
9771
9772   if (label != NULL_RTX)
9773     {
9774       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9775          label with the new one.  */
9776       rtx_pair rr;
9777       rr.r1 = end_label;
9778       rr.r2 = label;
9779
9780       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
9781         {
9782           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9783
9784           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9785              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9786              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9787              because the immediately following unroll pass will use it.
9788              replace_label would not work anyways, because that only handles
9789              LABEL_REFs.  */
9790           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9791             JUMP_LABEL (p) = label;
9792         }
9793     }
9794 }
9795
9796 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9797    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9798    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9799    and the MEM we are currently replacing.  */
9800
9801 static int
9802 replace_loop_mem (mem, data)
9803      rtx *mem;
9804      void *data;
9805 {
9806   rtx_and_int *ri;
9807   rtx insn;
9808   int i;
9809   rtx m = *mem;
9810
9811   if (m == NULL_RTX)
9812     return 0;
9813
9814   switch (GET_CODE (m))
9815     {
9816     case MEM:
9817       break;
9818
9819     case CONST_DOUBLE:
9820       /* We're not interested in the MEM associated with a
9821          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9822       return -1;
9823
9824     default:
9825       /* This is not a MEM.  */
9826       return 0;
9827     }
9828
9829   ri = (rtx_and_int*) data;
9830   i = ri->i;
9831
9832   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9833     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9834     return 0;
9835
9836   insn = ri->r;
9837
9838   /* Actually replace the MEM.  */
9839   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9840
9841   return 0;
9842 }
9843
9844 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9845    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9846    respectively.  */
9847
9848 static int
9849 replace_label (x, data)
9850      rtx *x;
9851      void *data;
9852 {
9853   rtx l = *x;
9854   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9855   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9856
9857   if (l == NULL_RTX)
9858     return 0;
9859
9860   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9861     return 0;
9862
9863   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9864     return 0;
9865
9866   XEXP (l, 0) = new_label;
9867   ++LABEL_NUSES (new_label);
9868   --LABEL_NUSES (old_label);
9869
9870   return 0;
9871 }
9872