OSDN Git Service

*** empty log message ***
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Move constant computations out of loops.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991, 1992 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, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.  */
19
20
21 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
22    It finds invariant computations within loops and moves them
23    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and 
24    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
25    induction variables, and induction variable elimination is applied to
26    the basic induction variables.
27
28    It also finds cases where
29    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
30    and changes these to zero the entire register once before the loop
31    and merely copy the low part within the loop.
32
33    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
34    while to do these things.  */
35
36 #include <stdio.h>
37 #include "config.h"
38 #include "rtl.h"
39 #include "obstack.h"
40 #include "expr.h"
41 #include "insn-config.h"
42 #include "insn-flags.h"
43 #include "regs.h"
44 #include "hard-reg-set.h"
45 #include "recog.h"
46 #include "flags.h"
47 #include "real.h"
48 #include "loop.h"
49
50 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
51    The luids are like uids but increase monotonically always.
52    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
53
54 int *uid_luid;
55
56 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
57    number the insn is contained in.  */
58
59 int *uid_loop_num;
60
61 /* 1 + largest uid of any insn.  */
62
63 int max_uid_for_loop;
64
65 /* 1 + luid of last insn.  */
66
67 static int max_luid;
68
69 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
70    next few tables.  */
71
72 static int max_loop_num;
73
74 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
75
76 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
77
78 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
79
80 int *loop_outer_loop;
81
82 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
83    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
84
85 static char *loop_invalid;
86
87 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
88    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
89    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
90
91    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
92    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
93    return, so the presense of a return does not affect any of the
94    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
95    instructions on this list.  */
96
97 rtx *loop_number_exit_labels;
98
99 /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number could not be
100    calculated.  Must be unsigned since the number of iterations can
101    be as high as 2^wordsize-1.  For loops with a wider iterator, this number
102    will will be zero if the number of loop iterations is too large for an
103    unsigned integer to hold.  */
104
105 unsigned HOST_WIDE_INT loop_n_iterations;
106
107 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.
108    (unknown_address_altered is also nonzero in this case.)  */
109
110 static int loop_has_call;
111
112 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
113    loop.  */
114
115 static int loop_has_volatile;
116
117 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
118    current loop.  A continue statement will generate a branch to
119    NEXT_INSN (loop_continue).  */
120
121 static rtx loop_continue;
122
123 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
124    is set during the loop being scanned.
125    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
126    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
127    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
128    not known equal to a constant.
129    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
130    while the failed candidates have the original number of times set.
131
132    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
133    < 0 a conditionally invariant one.  */
134
135 static short *n_times_set;
136
137 /* Original value of n_times_set; same except that this value
138    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
139    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
140
141 static short *n_times_used;
142
143 /* Index by register number, 1 indicates that the register
144    cannot be moved or strength reduced.  */
145
146 static char *may_not_optimize;
147
148 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
149    This reduces the desire to move it out of another.  */
150
151 static char *moved_once;
152
153 /* Array of MEMs that are stored in this loop. If there are too many to fit
154    here, we just turn on unknown_address_altered.  */
155
156 #define NUM_STORES 20
157 static rtx loop_store_mems[NUM_STORES];
158
159 /* Index of first available slot in above array.  */
160 static int loop_store_mems_idx;
161
162 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
163    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
164    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
165
166 static int unknown_address_altered;
167
168 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
169 static int num_movables;
170
171 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
172 static int num_mem_sets;
173
174 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
175 static int loops_enclosed;
176
177 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
178    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
179 int max_reg_before_loop;
180
181 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
182    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
183    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
184    that array.  */
185
186 static struct obstack temp_obstack;
187
188 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
189
190 extern struct obstack *rtl_obstack;
191
192 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
193 #define obstack_chunk_free free
194
195 extern char *oballoc ();
196 \f
197 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
198    is made to record all the movable insns found.
199    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
200
201 struct movable
202 {
203   rtx insn;                     /* A movable insn */
204   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from. */
205   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET. */
206   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
207                                    of any registers used within the LIBCALL. */
208   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
209                                    that must be moved with this one.  */
210   int regno;                    /* The register it sets */
211   short lifetime;               /* lifetime of that register;
212                                    may be adjusted when matching movables
213                                    that load the same value are found.  */
214   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
215                                    including other movables that force this
216                                    or match this one.  */
217   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
218   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
219   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
220                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
221                    that the reg is live outside the range from where it is set
222                    to the following label.  */
223   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
224   
225   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
226                                    In particular, moving it does not make it
227                                    invariant.  */
228   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
229                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
230   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN. */
231   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
232                                    that we should avoid changing when clearing
233                                    the rest of the reg.  */
234   struct movable *match;        /* First entry for same value */
235   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
236   struct movable *next;
237 };
238
239 FILE *loop_dump_stream;
240
241 /* Forward declarations.  */
242
243 static void find_and_verify_loops ();
244 static void mark_loop_jump ();
245 static void prescan_loop ();
246 static int reg_in_basic_block_p ();
247 static int consec_sets_invariant_p ();
248 static rtx libcall_other_reg ();
249 static int labels_in_range_p ();
250 static void count_loop_regs_set ();
251 static void note_addr_stored ();
252 static int loop_reg_used_before_p ();
253 static void scan_loop ();
254 static void replace_call_address ();
255 static rtx skip_consec_insns ();
256 static int libcall_benefit ();
257 static void ignore_some_movables ();
258 static void force_movables ();
259 static void combine_movables ();
260 static int rtx_equal_for_loop_p ();
261 static void move_movables ();
262 static void strength_reduce ();
263 static int valid_initial_value_p ();
264 static void find_mem_givs ();
265 static void record_biv ();
266 static void check_final_value ();
267 static void record_giv ();
268 static void update_giv_derive ();
269 static void delete_insn_forces ();
270 static int basic_induction_var ();
271 static rtx simplify_giv_expr ();
272 static int general_induction_var ();
273 static int consec_sets_giv ();
274 static int check_dbra_loop ();
275 static rtx express_from ();
276 static int combine_givs_p ();
277 static void combine_givs ();
278 static int product_cheap_p ();
279 static int maybe_eliminate_biv ();
280 static int maybe_eliminate_biv_1 ();
281 static int last_use_this_basic_block ();
282 static void record_initial ();
283 static void update_reg_last_use ();
284 \f
285 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
286 int add_cost;
287 #if 0
288 int shift_cost;
289 int mult_cost;
290 #endif
291
292 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
293    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
294 int copy_cost;
295
296 void
297 init_loop ()
298 {
299   char *free_point = (char *) oballoc (1);
300   rtx reg = gen_rtx (REG, word_mode, 0);
301   rtx pow2 = GEN_INT (32);
302   rtx lea;
303   int i;
304
305   add_cost = rtx_cost (gen_rtx (PLUS, word_mode, reg, reg), SET);
306
307   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
308      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
309      will be far less than the cost of an add.  */
310
311   copy_cost = 2 * 2;
312
313   /* Free the objects we just allocated.  */
314   obfree (free_point);
315
316   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
317   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
318 }
319 \f
320 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
321    on the current function.  F is the first insn of the function
322    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
323    (or 0 if none should be output).  */
324
325 void
326 loop_optimize (f, dumpfile)
327      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
328      rtx f;
329      FILE *dumpfile;
330 {
331   register rtx insn;
332   register int i;
333   rtx end;
334   rtx last_insn;
335
336   loop_dump_stream = dumpfile;
337
338   init_recog_no_volatile ();
339   init_alias_analysis ();
340
341   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
342
343   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
344   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
345
346   regs_may_share = 0;
347
348   /* Count the number of loops. */
349
350   max_loop_num = 0;
351   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
352     {
353       if (GET_CODE (insn) == NOTE
354           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
355         max_loop_num++;
356     }
357
358   /* Don't waste time if no loops.  */
359   if (max_loop_num == 0)
360     return;
361
362   /* Get size to use for tables indexed by uids.
363      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
364   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 4;
365
366   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
367   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
368
369   bzero (uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
370   bzero (uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
371
372   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
373      not be zeroed.  */
374   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
375   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
376   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
377   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
378   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
379
380   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
381     {
382       loop_number_first_block
383         = (union tree_node **) alloca (max_loop_num
384                                        * sizeof (union tree_node *));
385       loop_number_last_block
386         = (union tree_node **) alloca (max_loop_num
387                                        * sizeof (union tree_node *));
388       loop_number_block_level = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
389     }
390
391   /* Find and process each loop.
392      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
393   find_and_verify_loops (f);
394
395   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
396      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
397      function.  */
398   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
399
400   /* Compute the mapping from uids to luids.
401      LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
402      except that luids increase monotonically through the code.
403      Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in luids
404      between two insns is not affected by -g.  */
405
406   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
407     {
408       last_insn = insn;
409       if (GET_CODE (insn) != NOTE
410           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
411         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
412       else
413         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
414         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
415     }
416
417   max_luid = i + 1;
418
419   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
420      deleted.  It is possible that the first or last insn
421      using some register has been deleted by cross-jumping.
422      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
423      points to the general area where that insn used to be.  */
424   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
425     {
426       uid_luid[0] = uid_luid[i];
427       if (uid_luid[0] != 0)
428         break;
429     }
430   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
431     if (uid_luid[i] == 0)
432       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
433
434   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
435   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
436     find_loop_tree_blocks (f);
437
438   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
439      before outer ones.  */
440   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
441     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
442       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
443                  max_reg_num ());
444 }
445 \f
446 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
447    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
448    NOTE_INSN_LOOP_END.  */
449
450 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
451    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
452    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
453    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
454    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
455
456 static void
457 scan_loop (loop_start, end, nregs)
458      rtx loop_start, end;
459      int nregs;
460 {
461   register int i;
462   register rtx p;
463   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
464   int maybe_never = 0;
465   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
466      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
467   int call_passed = 0;
468   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
469      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
470   rtx loop_top = 0;
471   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
472   rtx loop_entry_jump = 0;
473   /* Place in the loop where control enters.  */
474   rtx scan_start;
475   /* Number of insns in the loop.  */
476   int insn_count;
477   int in_libcall = 0;
478   int tem;
479   rtx temp;
480   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
481   rtx set, set1;
482   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
483   struct movable *movables = 0;
484   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
485   struct movable *last_movable = 0;
486   /* Ratio of extra register life span we can justify
487      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
488      since in that case saving an insn makes more difference
489      and more registers are available.  */
490   int threshold;
491   /* If we have calls, contains the insn in which a register was used
492      if it was used exactly once; contains const0_rtx if it was used more
493      than once.  */
494   rtx *reg_single_usage = 0;
495
496   n_times_set = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
497   n_times_used = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
498   may_not_optimize = (char *) alloca (nregs);
499
500   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
501      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
502      that is too complex to duplicate in front of the loop.
503
504      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
505      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
506      (because we might have a loop executed only once that contains a
507      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
508      (in case we have a degenerate loop).
509
510      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
511      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
512      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
513      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
514      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
515
516   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
517        p != end
518          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
519          && (GET_CODE (p) != NOTE
520              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
521                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
522        p = NEXT_INSN (p))
523     ;
524
525   scan_start = p;
526
527   /* Set up variables describing this loop.  */
528   prescan_loop (loop_start, end);
529   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
530
531   /* If loop has a jump before the first label,
532      the true entry is the target of that jump.
533      Start scan from there.
534      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
535      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
536   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
537     {
538       loop_entry_jump = p;
539
540       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
541       if (simplejump_p (p)
542           && JUMP_LABEL (p) != 0
543           /* Check to see whether the jump actually
544              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
545              This case can happen for things like
546              do {..} while (0).  If this label was generated previously
547              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
548              the loop.  */
549           && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) < max_uid_for_loop
550           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) >= INSN_LUID (loop_start)
551           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (end))
552         {
553           loop_top = next_label (scan_start);
554           scan_start = JUMP_LABEL (p);
555         }
556     }
557
558   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
559      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
560      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
561
562      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
563      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
564      test above.  */
565
566   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
567       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
568     {
569       if (loop_dump_stream)
570         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
571                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
572       return;
573     }
574
575   /* Count number of times each reg is set during this loop.
576      Set may_not_optimize[I] if it is not safe to move out
577      the setting of register I.  If this loop has calls, set
578      reg_single_usage[I].  */
579
580   bzero (n_times_set, nregs * sizeof (short));
581   bzero (may_not_optimize, nregs);
582
583   if (loop_has_call)
584     {
585       reg_single_usage = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
586       bzero (reg_single_usage, nregs * sizeof (rtx));
587     }
588
589   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
590                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
591
592   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
593     may_not_optimize[i] = 1, n_times_set[i] = 1;
594   bcopy (n_times_set, n_times_used, nregs * sizeof (short));
595
596   if (loop_dump_stream)
597     {
598       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
599                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
600       if (loop_continue)
601         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
602                  INSN_UID (loop_continue));
603     }
604
605   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
606      Set n_times_set negative for the reg being set, so that
607      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
608      We consider whether subsequent insns use the reg
609      in deciding whether it is worth actually moving.
610
611      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
612      and therefore it is possible that the insns we are scanning
613      would never be executed.  At such times, we must make sure
614      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
615      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
616      so that is not a problem.  */
617
618   p = scan_start;
619   while (1)
620     {
621       p = NEXT_INSN (p);
622       /* At end of a straight-in loop, we are done.
623          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
624       if (p == scan_start)
625         break;
626       if (p == end)
627         {
628           if (loop_top != 0)
629             p = NEXT_INSN (loop_top);
630           else
631             break;
632           if (p == scan_start)
633             break;
634         }
635
636       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
637           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
638         in_libcall = 1;
639       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
640                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
641         in_libcall = 0;
642
643       if (GET_CODE (p) == INSN
644           && (set = single_set (p))
645           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
646           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
647         {
648           int tem1 = 0;
649           int tem2 = 0;
650           int move_insn = 0;
651           rtx src = SET_SRC (set);
652           rtx dependencies = 0;
653
654           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
655              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
656              specified, use it as the source and mark that we should move
657              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
658              insn.
659
660              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
661              is present.  */
662           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
663           if (temp)
664             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
665           else 
666             {
667               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
668               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
669                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
670               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
671                 {
672                   src = XEXP (temp, 0);
673                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
674                      the equivalent expression.  To move the libcall,
675                      we must move those regs too.  */
676                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
677                 }
678             }
679
680           /* Don't try to optimize a register that was made
681              by loop-optimization for an inner loop.
682              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
683           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
684             ;
685           /* In order to move a register, we need to have one of three cases:
686              (1) it is used only in the same basic block as the set
687              (2) it is not a user variable.
688              (3) the set is guaranteed to be executed once the loop starts,
689                  and the reg is not used until after that.  */
690           else if (! ((! maybe_never
691                        && ! loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
692                                                     scan_start, end))
693                       || ! REG_USERVAR_P (SET_DEST (PATTERN (p)))
694                       || reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (PATTERN (p)))))
695             ;
696           else if ((tem = invariant_p (src))
697                    && (dependencies == 0
698                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
699                    && (n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
700                        || (tem1
701                            = consec_sets_invariant_p (SET_DEST (set),
702                                                       n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))],
703                                                       p)))
704                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
705                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
706                       once loop is entered.  Even a function call might
707                       prevent the trap insn from being reached
708                       (since it might exit!)  */
709                    && ! ((maybe_never || call_passed)
710                          && may_trap_p (src)))
711             {
712               register struct movable *m;
713               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
714
715               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
716                  can be combined as long as they are both in the loop, but
717                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
718                  this can lose.  The most common case of this is the address
719                  of a function being called.  
720
721                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
722                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
723                  we can replace the usage of this register with the source
724                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
725
726                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
727                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
728
729               if (reg_single_usage && reg_single_usage[regno] != 0
730                   && reg_single_usage[regno] != const0_rtx
731                   && regno_first_uid[regno] == INSN_UID (p)
732                   && (regno_last_uid[regno]
733                       == INSN_UID (reg_single_usage[regno]))
734                   && n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
735                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
736                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
737 #ifdef SMALL_REGISTER_CLASSES
738                   && ! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
739                         && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
740 #endif
741                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
742                      a call-clobbered register and the life of REGNO
743                      might span a call.  */
744                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
745                                           reg_single_usage[regno])
746                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
747                                            reg_single_usage[regno]))
748                 {
749                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  */
750                   REG_NOTES (reg_single_usage[regno])
751                     = replace_rtx (REG_NOTES (reg_single_usage[regno]),
752                                    SET_DEST (set), SET_SRC (set));
753                                    
754                   PUT_CODE (p, NOTE);
755                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
756                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
757                   n_times_set[regno] = 0;
758                   continue;
759                 }
760
761               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
762               m->next = 0;
763               m->insn = p;
764               m->set_src = src;
765               m->dependencies = dependencies;
766               m->set_dest = SET_DEST (set);
767               m->force = 0;
768               m->consec = n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] - 1;
769               m->done = 0;
770               m->forces = 0;
771               m->partial = 0;
772               m->move_insn = move_insn;
773               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
774               m->savemode = VOIDmode;
775               m->regno = regno;
776               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
777                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
778               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
779               m->global = (uid_luid[regno_last_uid[regno]] > INSN_LUID (end)
780                            || uid_luid[regno_first_uid[regno]] < INSN_LUID (loop_start));
781               m->match = 0;
782               m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
783                              - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
784               m->savings = n_times_used[regno];
785               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
786                 m->savings += libcall_benefit (p);
787               n_times_set[regno] = move_insn ? -2 : -1;
788               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
789               if (movables == 0)
790                 movables = m;
791               else
792                 last_movable->next = m;
793               last_movable = m;
794
795               if (m->consec > 0)
796                 {
797                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
798                   p = NEXT_INSN (p);
799                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
800                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
801                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
802                   p = prev_nonnote_insn (p);
803
804                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
805                      m->set_src to correspond to the effects of all the
806                      insns.  */
807                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
808                   if (temp)
809                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
810                   else
811                     {
812                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
813                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
814                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
815                       else
816                         m->move_insn = 0;
817
818                     }
819                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
820                 }
821             }
822           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
823              or set to zero, then its high bytes are constant.
824              So clear them outside the loop and within the loop
825              just load the low bytes.
826              We must check that the machine has an instruction to do so.
827              Also, if the value loaded into the register
828              depends on the same register, this cannot be done.  */
829           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
830                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
831                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
832                    && GET_CODE (set1) == SET
833                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
834                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
835                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
836                        == SET_DEST (set))
837                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
838             {
839               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
840               if (n_times_set[regno] == 2)
841                 {
842                   register struct movable *m;
843                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
844                   m->next = 0;
845                   m->insn = p;
846                   m->set_dest = SET_DEST (set);
847                   m->dependencies = 0;
848                   m->force = 0;
849                   m->consec = 0;
850                   m->done = 0;
851                   m->forces = 0;
852                   m->move_insn = 0;
853                   m->partial = 1;
854                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
855                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
856                      Not even if the reg is used only within this loop.
857                      Consider this:
858                      while (1)
859                        while (s != t) {
860                          if (foo ()) x = *s;
861                          use (x);
862                        }
863                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
864                      being saved from the last time around the outer loop.
865                      However, if the reg is not used outside this loop
866                      and all uses of the register are in the same
867                      basic block as the store, there is no problem.
868
869                      If this insn was made by loop, we don't know its
870                      INSN_LUID and hence must make a conservative
871                      assumption. */
872                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
873                                || (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
874                                    > INSN_LUID (end))
875                                || (uid_luid[regno_first_uid[regno]]
876                                    < INSN_LUID (p))
877                                || (labels_in_range_p
878                                    (p, uid_luid[regno_first_uid[regno]])));
879                   if (maybe_never && m->global)
880                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
881                   else
882                     m->savemode = VOIDmode;
883                   m->regno = regno;
884                   m->cond = 0;
885                   m->match = 0;
886                   m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
887                                  - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
888                   m->savings = 1;
889                   n_times_set[regno] = -1;
890                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
891                   if (movables == 0)
892                     movables = m;
893                   else
894                     last_movable->next = m;
895                   last_movable = m;
896                 }
897             }
898         }
899       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
900          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
901          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
902          so they don't count.  */
903       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
904         call_passed = 1;
905       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
906          can't count on whether or how many times they will be
907          executed during each iteration.  Therefore, we can
908          only move out sets of trivial variables
909          (those not used after the loop).  */
910       /* This code appears in three places, once in scan_loop, and twice
911          in strength_reduce.  */
912       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
913                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
914                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
915                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
916                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
917                   followed a by barrier then loop end.  */
918                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
919                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
920                      && simplejump_p (p)))
921         maybe_never = 1;
922       /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
923          be executed: logically, the loop begins here even though the exit
924          code has been duplicated.  */
925       else if (GET_CODE (p) == NOTE
926                && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
927         maybe_never = call_passed = 0;
928     }
929
930   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
931
932   ignore_some_movables (movables);
933
934   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
935      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
936      If so, record that the second insn "forces" the first one,
937      since the second can be moved only if the first is.  */
938
939   force_movables (movables);
940
941   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
942      If there are, make all but the first point at the first one
943      through the `match' field, and add the priorities of them
944      all together as the priority of the first.  */
945
946   combine_movables (movables, nregs);
947         
948   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
949      Store 0 in n_times_set for each reg that is moved.  */
950
951   move_movables (movables, threshold,
952                  insn_count, loop_start, end, nregs);
953
954   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
955      Change n_times_set to indicate that those are not actually invariant.  */
956   for (i = 0; i < nregs; i++)
957     if (n_times_set[i] < 0)
958       n_times_set[i] = n_times_used[i];
959
960   if (flag_strength_reduce)
961     strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
962                      insn_count, loop_start, end);
963 }
964 \f
965 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
966    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
967
968 void
969 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
970      rtx in_this, not_in_this;
971      rtx *output;
972 {
973   enum rtx_code code;
974   char *fmt;
975   int i;
976
977   code = GET_CODE (in_this);
978
979   switch (code)
980     {
981     case PC:
982     case CC0:
983     case CONST_INT:
984     case CONST_DOUBLE:
985     case CONST:
986     case SYMBOL_REF:
987     case LABEL_REF:
988       return;
989
990     case REG:
991       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
992           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
993         *output = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, in_this, *output);
994       return;
995     }
996
997   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
998   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
999     {
1000       int j;
1001
1002       switch (fmt[i])
1003         {
1004         case 'E':
1005           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1006             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1007           break;
1008
1009         case 'e':
1010           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1011           break;
1012         }
1013     }
1014 }
1015 \f
1016 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1017    aside from those mentioned in the equivalent value.
1018    If there are none, return 0.
1019    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1020
1021 static rtx
1022 libcall_other_reg (insn, equiv)
1023      rtx insn, equiv;
1024 {
1025   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1026   rtx p = XEXP (note, 0);
1027   rtx output = 0;
1028
1029   /* First, find all the regs used in the libcall block
1030      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1031
1032   while (p != insn)
1033     {
1034       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1035           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1036         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1037       p = NEXT_INSN (p);
1038     }
1039
1040   return output;
1041 }
1042 \f
1043 /* Return 1 if all uses of REG
1044    are between INSN and the end of the basic block.  */
1045
1046 static int 
1047 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1048      rtx insn, reg;
1049 {
1050   int regno = REGNO (reg);
1051   rtx p;
1052
1053   if (regno_first_uid[regno] != INSN_UID (insn))
1054     return 0;
1055
1056   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1057   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1058     {
1059       switch (GET_CODE (p))
1060         {
1061         case NOTE:
1062           break;
1063
1064         case INSN:
1065         case CALL_INSN:
1066           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1067           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1068             return 1;
1069           break;
1070
1071         case JUMP_INSN:
1072           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1073           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1074             return 1;
1075           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1076           return 0;
1077
1078         case CODE_LABEL:
1079         case BARRIER:
1080           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1081           return 0;
1082         }
1083     }
1084
1085   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1086   abort ();
1087 }
1088 \f
1089 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1090    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1091    value directly or can contain a library call.  */
1092
1093 static int
1094 libcall_benefit (last)
1095      rtx last;
1096 {
1097   rtx insn;
1098   int benefit = 0;
1099
1100   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1101        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1102     {
1103       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1104         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1105                                    routine. */
1106       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1107                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1108                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1109         benefit++;
1110     }
1111
1112   return benefit;
1113 }
1114 \f
1115 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1116
1117 static rtx
1118 skip_consec_insns (insn, count)
1119      rtx insn;
1120      int count;
1121 {
1122   for (; count > 0; count--)
1123     {
1124       rtx temp;
1125
1126       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1127       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1128          be an insn here.  */
1129       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1130           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1131         insn = XEXP (temp, 0);
1132
1133       do insn = NEXT_INSN (insn);
1134       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1135     }
1136
1137   return insn;
1138 }
1139
1140 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1141    which is part of another movable.
1142    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1143    was made later and so appears later on the chain.  */
1144
1145 static void
1146 ignore_some_movables (movables)
1147      struct movable *movables;
1148 {
1149   register struct movable *m, *m1;
1150
1151   for (m = movables; m; m = m->next)
1152     {
1153       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1154       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1155       if (note)
1156         {
1157           rtx insn;
1158           /* Check for earlier movables inside that range,
1159              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1160              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1161              Rather than reject all such insns from movables, we just
1162              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1163              libcalls aren't that common).  */
1164           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1165             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1166               if (m1->insn == insn)
1167                 m1->done = 1;
1168         }
1169     }
1170 }         
1171
1172 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1173    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1174    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1175    since the second can be moved only if the first is.  */
1176
1177 static void
1178 force_movables (movables)
1179      struct movable *movables;
1180 {
1181   register struct movable *m, *m1;
1182   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1183     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1184     if (!m1->partial && !m1->done)
1185       {
1186         int regno = m1->regno;
1187         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1188           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1189              register of M1 to be used after this insn?
1190              Since CSE does not update regno_last_uid,
1191              this insn M->insn might not be where it dies.
1192              But very likely this doesn't matter; what matters is
1193              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1194           if (INSN_UID (m->insn) == regno_last_uid[regno]
1195               && !m->done)
1196             break;
1197         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1198             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1199             && m->consec == 0)
1200           m = 0;
1201
1202         /* Increase the priority of the moving the first insn
1203            since it permits the second to be moved as well.  */
1204         if (m != 0)
1205           {
1206             m->forces = m1;
1207             m1->lifetime += m->lifetime;
1208             m1->savings += m1->savings;
1209           }
1210       }
1211 }
1212 \f
1213 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1214    one register.  */
1215
1216 static void
1217 combine_movables (movables, nregs)
1218      struct movable *movables;
1219      int nregs;
1220 {
1221   register struct movable *m;
1222   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1223   enum machine_mode mode;
1224
1225   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1226      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1227   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1228
1229   for (m = movables; m; m = m->next)
1230     if (m->match == 0 && n_times_used[m->regno] == 1 && !m->partial)
1231       {
1232         register struct movable *m1;
1233         int regno = m->regno;
1234         rtx reg_note, reg_note1;
1235
1236         bzero (matched_regs, nregs);
1237         matched_regs[regno] = 1;
1238
1239         for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1240           if (m != m1 && m1->match == 0 && n_times_used[m1->regno] == 1
1241               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1242               && !m1->global
1243               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1244               && !m1->partial
1245               && (matched_regs[m1->regno]
1246                   ||
1247                   (
1248                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1249                       same constant only if the modes are the same or
1250                       if both are integer modes with M wider or the same
1251                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1252                       safe, since the only case of differing destination
1253                       modes with equal sources is when both sources are
1254                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1255                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1256                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1257                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1258                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1259                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1260                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1261                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1262                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1263                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1264                                                 movables))))
1265               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1266                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1267             {
1268               m->lifetime += m1->lifetime;
1269               m->savings += m1->savings;
1270               m1->done = 1;
1271               m1->match = m;
1272               matched_regs[m1->regno] = 1;
1273             }
1274       }
1275
1276   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1277      This can be done for those not marked `global'
1278      provided their lives don't overlap.  */
1279
1280   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1281        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1282     {
1283       register struct movable *m0 = 0;
1284
1285       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1286          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1287       for (m = movables; m; m = m->next)
1288         if (m->partial && ! m->global
1289             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1290           {
1291             register struct movable *m1;
1292             int first = uid_luid[regno_first_uid[m->regno]];
1293             int last = uid_luid[regno_last_uid[m->regno]];
1294
1295             if (m0 == 0)
1296               {
1297                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1298                 m0 = m;
1299                   continue;
1300               }
1301
1302             /* Make sure they extend to the same mode.
1303                (Almost always true.)  */
1304             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1305                 continue;
1306
1307             /* We already have one: check for overlap with those
1308                already combined together.  */
1309             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1310               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1311                 if (! (uid_luid[regno_first_uid[m1->regno]] > last
1312                        || uid_luid[regno_last_uid[m1->regno]] < first))
1313                   goto overlap;
1314
1315             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1316             m0->lifetime += m->lifetime;
1317             m0->savings += m->savings;
1318             m->done = 1;
1319             m->match = m0;
1320
1321           overlap: ;
1322           }
1323     }
1324 }
1325 \f
1326 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1327
1328 static int
1329 regs_match_p (x, y, movables)
1330      rtx x, y;
1331      struct movable *movables;
1332 {
1333   int xn = REGNO (x);
1334   int yn = REGNO (y);
1335   struct movable *mx, *my;
1336
1337   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1338     if (mx->regno == xn)
1339       break;
1340
1341   for (my = movables; my; my = my->next)
1342     if (my->regno == yn)
1343       break;
1344
1345   return (mx && my
1346           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1347               || mx->match == my
1348               || mx == my->match));
1349 }
1350
1351 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1352    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1353
1354    If two registers are matching movables or a movable register and an
1355    equivalent constant, consider them equal.  */
1356
1357 static int
1358 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1359      rtx x, y;
1360      struct movable *movables;
1361 {
1362   register int i;
1363   register int j;
1364   register struct movable *m;
1365   register enum rtx_code code;
1366   register char *fmt;
1367
1368   if (x == y)
1369     return 1;
1370   if (x == 0 || y == 0)
1371     return 0;
1372
1373   code = GET_CODE (x);
1374
1375   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1376      equal.  */
1377   if (GET_CODE (x) == REG && n_times_set[REGNO (x)] == -2
1378       && CONSTANT_P (y))
1379     for (m = movables; m; m = m->next)
1380       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1381           && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1382         return 1;
1383
1384   else if (GET_CODE (y) == REG && n_times_set[REGNO (y)] == -2
1385            && CONSTANT_P (x))
1386     for (m = movables; m; m = m->next)
1387       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1388           && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1389         return 1;
1390
1391   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1392   if (code != GET_CODE (y))
1393     return 0;
1394
1395   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1396      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1397
1398   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1399     return 0;
1400
1401   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1402   if (code == REG)
1403     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1404
1405   if (code == LABEL_REF)
1406     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1407   if (code == SYMBOL_REF)
1408     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1409
1410   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1411      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1412
1413   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1414   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1415     {
1416       switch (fmt[i])
1417         {
1418         case 'w':
1419           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1420             return 0;
1421           break;
1422
1423         case 'i':
1424           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1425             return 0;
1426           break;
1427
1428         case 'E':
1429           /* Two vectors must have the same length.  */
1430           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1431             return 0;
1432
1433           /* And the corresponding elements must match.  */
1434           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1435             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1436               return 0;
1437           break;
1438
1439         case 'e':
1440           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1441             return 0;
1442           break;
1443
1444         case 's':
1445           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1446             return 0;
1447           break;
1448
1449         case 'u':
1450           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1451           break;
1452
1453         case '0':
1454           break;
1455
1456           /* It is believed that rtx's at this level will never
1457              contain anything but integers and other rtx's,
1458              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1459         default:
1460           abort ();
1461         }
1462     }
1463   return 1;
1464 }
1465 \f
1466 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1467   insns in INSNS which use thet reference.  */
1468
1469 static void
1470 add_label_notes (x, insns)
1471      rtx x;
1472      rtx insns;
1473 {
1474   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1475   int i, j;
1476   char *fmt;
1477   rtx insn;
1478
1479   if (code == LABEL_REF)
1480     {
1481       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1482         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1483           REG_NOTES (insn) = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1484                                       REG_NOTES (insn));
1485       return;
1486     }
1487
1488   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1489   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1490     {
1491       if (fmt[i] == 'e')
1492         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1493       else if (fmt[i] == 'E')
1494         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1495           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1496     }
1497 }
1498 \f
1499 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1500    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1501    other throughout.  */
1502
1503 static void
1504 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1505      struct movable *movables;
1506      int threshold;
1507      int insn_count;
1508      rtx loop_start;
1509      rtx end;
1510      int nregs;
1511 {
1512   rtx new_start = 0;
1513   register struct movable *m;
1514   register rtx p;
1515   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1516      when we move several insns that load the same value
1517      into different pseudo-registers.  */
1518   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1519   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1520
1521   bzero (already_moved, nregs);
1522   bzero (reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1523
1524   num_movables = 0;
1525
1526   for (m = movables; m; m = m->next)
1527     {
1528       /* Describe this movable insn.  */
1529
1530       if (loop_dump_stream)
1531         {
1532           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1533                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1534           if (m->consec > 0)
1535             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1536           if (m->cond)
1537             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1538           if (m->force)
1539             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1540           if (m->global)
1541             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1542           if (m->done)
1543             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1544           if (m->move_insn)
1545             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1546           if (m->match)
1547             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1548                      INSN_UID (m->match->insn));
1549           if (m->forces)
1550             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1551                      INSN_UID (m->forces->insn));
1552         }
1553
1554       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1555       num_movables++;
1556
1557       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1558          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1559
1560       if (!m->done
1561           && (! m->cond
1562               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1563                   && (m->dependencies == 0
1564                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1565                   && (m->consec == 0
1566                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1567                                                        m->consec + 1,
1568                                                        m->insn))))
1569           && (! m->forces || m->forces->done))
1570         {
1571           register int regno;
1572           register rtx p;
1573           int savings = m->savings;
1574
1575           /* We have an insn that is safe to move.
1576              Compute its desirability.  */
1577
1578           p = m->insn;
1579           regno = m->regno;
1580
1581           if (loop_dump_stream)
1582             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1583
1584           if (moved_once[regno])
1585             {
1586               insn_count *= 2;
1587
1588               if (loop_dump_stream)
1589                 fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1590             }
1591
1592           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1593              which is safe only if this one is moved too: that is,
1594              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1595
1596           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1597              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1598              If it's not desirable, it means the loop is so big
1599              that moving won't speed things up much,
1600              and it is liable to make register usage worse.  */
1601
1602           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1603              extra cost because something else was already moved.  */
1604
1605           if (already_moved[regno]
1606               || (threshold * savings * m->lifetime) >= insn_count
1607               || (m->forces && m->forces->done
1608                   && n_times_used[m->forces->regno] == 1))
1609             {
1610               int count;
1611               register struct movable *m1;
1612               rtx first;
1613
1614               /* Now move the insns that set the reg.  */
1615
1616               if (m->partial && m->match)
1617                 {
1618                   rtx newpat, i1;
1619                   rtx r1, r2;
1620                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1621                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1622                      And that reg is loaded with 0 directly,
1623                      since it has ->match == 0.  */
1624                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1625                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1626                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1627                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1628
1629                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1630                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1631                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1632                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1633                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1634                   regs_may_share = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r1,
1635                                             gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r2,
1636                                                      regs_may_share));
1637                   delete_insn (m->insn);
1638
1639                   if (new_start == 0)
1640                     new_start = i1;
1641
1642                   if (loop_dump_stream)
1643                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1644                 }
1645               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1646                  new move insn, first delete what we have and then emit
1647                  the move insn before the loop.  */
1648               else if (m->move_insn)
1649                 {
1650                   rtx i1, temp;
1651
1652                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1653                     {
1654                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1655                          skip to the end.  */
1656                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1657                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1658                         p = XEXP (temp, 0);
1659
1660                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1661                          delete every insn in the sequence except the last.
1662                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1663                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1664                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1665                         {
1666                           temp = XEXP (temp, 0);
1667                           while (temp != p)
1668                             temp = delete_insn (temp);
1669                         }
1670
1671                       p = delete_insn (p);
1672                     }
1673
1674                   start_sequence ();
1675                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1676                   temp = get_insns ();
1677                   end_sequence ();
1678
1679                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1680
1681                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1682                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1683                     REG_NOTES (i1)
1684                       = gen_rtx (EXPR_LIST,
1685                                  m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1686                                  m->set_src, REG_NOTES (i1));
1687
1688                   if (loop_dump_stream)
1689                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1690
1691                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1692                   threshold -= 3;
1693                 }
1694               else
1695                 {
1696                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1697                     {
1698                       rtx i1, temp;
1699
1700                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end. */
1701                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1702                          be an insn here.  */
1703                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1704                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1705                         p = XEXP (temp, 0);
1706
1707                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1708                          insns except the last before the loop.  The last
1709                          insn is handled in the normal manner.  */
1710                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1711                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1712                         {
1713                           rtx fn_address = 0;
1714                           rtx fn_reg = 0;
1715                           rtx fn_address_insn = 0;
1716
1717                           first = 0;
1718                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1719                                temp = NEXT_INSN (temp))
1720                             {
1721                               rtx body;
1722                               rtx n;
1723                               rtx next;
1724
1725                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1726                                 continue;
1727
1728                               body = PATTERN (temp);
1729
1730                               /* Find the next insn after TEMP,
1731                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1732                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1733                                    next = NEXT_INSN (next))
1734                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1735                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1736                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1737                                   break;
1738                               
1739                               /* If that is the call, this may be the insn
1740                                  that loads the function address.
1741
1742                                  Extract the function address from the insn
1743                                  that loads it into a register.
1744                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1745
1746                                  So emit a new move insn that copies the
1747                                  function address into the register that the
1748                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1749                                  redundant stores that we have created.  */
1750                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1751                                   && GET_CODE (body) == SET
1752                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1753                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1754                                                          NULL_RTX)))
1755                                 {
1756                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1757                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1758                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1759                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1760                                   fn_address_insn = temp;
1761                                 }
1762                               /* We have the call insn.
1763                                  If it uses the register we suspect it might,
1764                                  load it with the correct address directly.  */
1765                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1766                                   && fn_address != 0
1767                                   && reg_mentioned_p (fn_reg, body))
1768                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1769                                                                 fn_address),
1770                                                  fn_address_insn);
1771
1772                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1773                                 i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
1774                               else
1775                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
1776                               if (first == 0)
1777                                 first = i1;
1778                               if (temp == fn_address_insn)
1779                                 fn_address_insn = i1;
1780                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
1781                               delete_insn (temp);
1782                             }
1783                         }
1784                       if (m->savemode != VOIDmode)
1785                         {
1786                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
1787                              the bits that are not covered by the mode
1788                              m->savemode.  */
1789                           rtx reg = m->set_dest;
1790                           rtx sequence;
1791                           rtx tem;
1792                       
1793                           start_sequence ();
1794                           tem = expand_binop
1795                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
1796                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
1797                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
1798                                       - 1),
1799                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
1800                           if (tem == 0)
1801                             abort ();
1802                           if (tem != reg)
1803                             emit_move_insn (reg, tem);
1804                           sequence = gen_sequence ();
1805                           end_sequence ();
1806                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
1807                         }
1808                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1809                         i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1810                       else
1811                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1812
1813                       REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
1814
1815                       if (new_start == 0)
1816                         new_start = i1;
1817
1818                       if (loop_dump_stream)
1819                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
1820                                  INSN_UID (i1));
1821
1822 #if 0
1823                       /* This isn't needed because REG_NOTES is copied
1824                          below and is wrong since P might be a PARALLEL.  */
1825                       if (REG_NOTES (i1) == 0
1826                           && ! m->partial /* But not if it's a zero-extend clr. */
1827                           && ! m->global /* and not if used outside the loop
1828                                             (since it might get set outside).  */
1829                           && CONSTANT_P (SET_SRC (PATTERN (p))))
1830                         REG_NOTES (i1)
1831                           = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_EQUAL,
1832                                      SET_SRC (PATTERN (p)), REG_NOTES (i1));
1833 #endif
1834
1835                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
1836                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
1837                          and REG_RETVAL on I1.  */
1838                       if (temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1839                         {
1840                           XEXP (temp, 0) = first;
1841                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
1842                           XEXP (temp, 0) = i1;
1843                         }
1844
1845                       delete_insn (p);
1846                       do p = NEXT_INSN (p);
1847                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE);
1848                     }
1849
1850                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1851                   threshold -= 3;
1852                 }
1853
1854               /* Any other movable that loads the same register
1855                  MUST be moved.  */
1856               already_moved[regno] = 1;
1857
1858               /* This reg has been moved out of one loop.  */
1859               moved_once[regno] = 1;
1860
1861               /* The reg set here is now invariant.  */
1862               if (! m->partial)
1863                 n_times_set[regno] = 0;
1864
1865               m->done = 1;
1866
1867               /* Change the length-of-life info for the register
1868                  to say it lives at least the full length of this loop.
1869                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
1870
1871               if (uid_luid[regno_first_uid[regno]] > INSN_LUID (loop_start))
1872                 /* This is the old insn before all the moved insns.
1873                    We can't use the moved insn because it is out of range
1874                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
1875                 regno_first_uid[regno] = INSN_UID (loop_start);
1876               if (uid_luid[regno_last_uid[regno]] < INSN_LUID (end))
1877                 regno_last_uid[regno] = INSN_UID (end);
1878
1879               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
1880
1881               if (! m->partial)
1882                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1883                   if (m1->match == m)
1884                     {
1885                       rtx temp;
1886
1887                       /* Schedule the reg loaded by M1
1888                          for replacement so that shares the reg of M.
1889                          If the modes differ (only possible in restricted
1890                          circumstances, make a SUBREG.  */
1891                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
1892                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
1893                       else
1894                         reg_map[m1->regno]
1895                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
1896                                                 m->set_dest);
1897                     
1898                       /* Get rid of the matching insn
1899                          and prevent further processing of it.  */
1900                       m1->done = 1;
1901
1902                       /* if library call, delete all insn except last, which
1903                          is deleted below */
1904                       if (temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
1905                                                 NULL_RTX))
1906                         {
1907                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
1908                                temp = NEXT_INSN (temp))
1909                             delete_insn (temp);
1910                         }
1911                       delete_insn (m1->insn);
1912
1913                       /* Any other movable that loads the same register
1914                          MUST be moved.  */
1915                       already_moved[m1->regno] = 1;
1916
1917                       /* The reg merged here is now invariant,
1918                          if the reg it matches is invariant.  */
1919                       if (! m->partial)
1920                         n_times_set[m1->regno] = 0;
1921                     }
1922             }
1923           else if (loop_dump_stream)
1924             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
1925         }
1926       else if (loop_dump_stream && !m->match)
1927         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
1928
1929       if (loop_dump_stream)
1930         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
1931     }
1932
1933   if (new_start == 0)
1934     new_start = loop_start;
1935
1936   /* Go through all the instructions in the loop, making
1937      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
1938   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
1939     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1940         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1941       {
1942         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
1943         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
1944       }
1945 }
1946 \f
1947 #if 0
1948 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
1949    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
1950
1951 static void
1952 replace_call_address (x, reg, addr)
1953      rtx x, reg, addr;
1954 {
1955   register enum rtx_code code;
1956   register int i;
1957   register char *fmt;
1958
1959   if (x == 0)
1960     return;
1961   code = GET_CODE (x);
1962   switch (code)
1963     {
1964     case PC:
1965     case CC0:
1966     case CONST_INT:
1967     case CONST_DOUBLE:
1968     case CONST:
1969     case SYMBOL_REF:
1970     case LABEL_REF:
1971     case REG:
1972       return;
1973
1974     case SET:
1975       /* Short cut for very common case.  */
1976       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
1977       return;
1978
1979     case CALL:
1980       /* Short cut for very common case.  */
1981       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
1982       return;
1983
1984     case MEM:
1985       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
1986          something is wrong.  */
1987       if (XEXP (x, 0) != reg)
1988         abort ();
1989       XEXP (x, 0) = addr;
1990       return;
1991     }
1992
1993   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1994   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1995     {
1996       if (fmt[i] == 'e')
1997         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
1998       if (fmt[i] == 'E')
1999         {
2000           register int j;
2001           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2002             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2003         }
2004     }
2005 }
2006 #endif
2007 \f
2008 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2009    in the rtx X.  */
2010
2011 static int
2012 count_nonfixed_reads (x)
2013      rtx x;
2014 {
2015   register enum rtx_code code;
2016   register int i;
2017   register char *fmt;
2018   int value;
2019
2020   if (x == 0)
2021     return 0;
2022
2023   code = GET_CODE (x);
2024   switch (code)
2025     {
2026     case PC:
2027     case CC0:
2028     case CONST_INT:
2029     case CONST_DOUBLE:
2030     case CONST:
2031     case SYMBOL_REF:
2032     case LABEL_REF:
2033     case REG:
2034       return 0;
2035
2036     case MEM:
2037       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2038               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2039     }
2040
2041   value = 0;
2042   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2043   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2044     {
2045       if (fmt[i] == 'e')
2046         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2047       if (fmt[i] == 'E')
2048         {
2049           register int j;
2050           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2051             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2052         }
2053     }
2054   return value;
2055 }
2056
2057 \f
2058 #if 0
2059 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2060    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2061    if the machine supports such an instruction,
2062    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2063
2064 static void
2065 constant_high_bytes (p, loop_start)
2066      rtx p, loop_start;
2067 {
2068   register rtx new;
2069   register int insn_code_number;
2070
2071   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2072      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2073
2074   new = gen_rtx (SET, VOIDmode,
2075                  gen_rtx (STRICT_LOW_PART, VOIDmode,
2076                           gen_rtx (SUBREG, GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2077                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2078                                    0)),
2079                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2080   insn_code_number = recog (new, p);
2081
2082   if (insn_code_number)
2083     {
2084       register int i;
2085
2086       /* Clear destination register before the loop.  */
2087       emit_insn_before (gen_rtx (SET, VOIDmode,
2088                                  SET_DEST (PATTERN (p)),
2089                                  const0_rtx),
2090                         loop_start);
2091
2092       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2093       PATTERN (p) = new;
2094     }
2095 }
2096 #endif
2097 \f
2098 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2099    `num_mem_sets', `loop_continue', loops_enclosed', `loop_has_call',
2100    and `loop_has_volatile'.
2101    Also, fill in the array `loop_store_mems'.  */
2102
2103 static void
2104 prescan_loop (start, end)
2105      rtx start, end;
2106 {
2107   register int level = 1;
2108   register rtx insn;
2109
2110   unknown_address_altered = 0;
2111   loop_has_call = 0;
2112   loop_has_volatile = 0;
2113   loop_store_mems_idx = 0;
2114
2115   num_mem_sets = 0;
2116   loops_enclosed = 1;
2117   loop_continue = 0;
2118
2119   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2120        insn = NEXT_INSN (insn))
2121     {
2122       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2123         {
2124           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2125             {
2126               ++level;
2127               /* Count number of loops contained in this one.  */
2128               loops_enclosed++;
2129             }
2130           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2131             {
2132               --level;
2133               if (level == 0)
2134                 {
2135                   end = insn;
2136                   break;
2137                 }
2138             }
2139           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2140             {
2141               if (level == 1)
2142                 loop_continue = insn;
2143             }
2144         }
2145       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2146         {
2147           unknown_address_altered = 1;
2148           loop_has_call = 1;
2149         }
2150       else
2151         {
2152           if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2153             {
2154               if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2155                 loop_has_volatile = 1;
2156
2157               note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2158             }
2159         }
2160     }
2161 }
2162 \f
2163 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2164    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2165    to from outside the loop.  */
2166
2167 static void
2168 find_and_verify_loops (f)
2169      rtx f;
2170 {
2171   rtx insn;
2172   int current_loop = -1;
2173   int next_loop = -1;
2174   int loop;
2175
2176   /* If there are jumps to undefined labels,
2177      treat them as jumps out of any/all loops.
2178      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2179   uid_loop_num[0] = -1;
2180
2181   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2182      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2183
2184   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2185     {
2186       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2187         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2188           {
2189           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2190             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2191             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2192             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2193             loop_invalid[next_loop] = 0;
2194             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2195             current_loop = next_loop;
2196             break;
2197
2198           case NOTE_INSN_SETJMP:
2199             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2200                enclosing loop.  */
2201             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2202               {
2203                 loop_invalid[loop] = 1;
2204                 if (loop_dump_stream)
2205                   fprintf (loop_dump_stream,
2206                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2207                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2208               }
2209             break;
2210
2211           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2212             if (current_loop == -1)
2213               abort ();
2214
2215             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2216             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2217             break;
2218
2219           }
2220
2221       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2222          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2223       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2224     }
2225
2226   /* Now scan all JUMP_INSN's in the function.  If any branches into a loop
2227      that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2228
2229      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2230      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2231      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2232      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2233      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2234      possible second cse pass.  */
2235
2236   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2237     if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2238       {
2239         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2240
2241         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2242
2243         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2244         if (this_loop_num != -1
2245             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2246                 || (simplejump_p (insn)
2247                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2248                         != this_loop_num))))
2249           {
2250             rtx p;
2251             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2252
2253             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2254                or a JUMP_INSN.  */
2255             for (p = PREV_INSN (insn);
2256                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2257                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2258                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2259                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2260                  p = PREV_INSN (p))
2261               ;
2262
2263             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2264                we have a block of code to try to move.
2265
2266                We look backward and then forward from the target of INSN
2267                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2268                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2269                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2270                and move the block of code to the spot we found.  */
2271
2272             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2273                     && JUMP_LABEL (p) != 0
2274                     && condjump_p (p)
2275                     && ! simplejump_p (p)
2276                     && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2277               {
2278                 rtx target
2279                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2280                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2281                 rtx loc;
2282
2283                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2284                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2285                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2286                     break;
2287
2288                 if (loc == 0)
2289                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2290                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2291                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2292                       break;
2293
2294                 if (loc)
2295                   {
2296                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2297                     rtx new_label = get_label_after (p);
2298
2299                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2300                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2301
2302                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2303                        we can invert P. */
2304                    if (INSN_UID (new_label) < max_uid_for_loop
2305                        && invert_jump (p, new_label))
2306                      {
2307                        rtx q, r;
2308
2309                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2310                           block after LOC.  */
2311                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2312                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2313
2314                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2315                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2316                             q = NEXT_INSN (q))
2317                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2318
2319                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2320                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2321                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2322                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2323                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2324                        if (JUMP_LABEL (insn))
2325                          {
2326                            for (q = 0,
2327                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2328                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2329                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2330                                {
2331                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2332                                  if (q)
2333                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2334                                  else
2335                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2336                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2337                                  break;
2338                                }
2339
2340                            /* If we didn't find it, then something is wrong. */
2341                            if (! r)
2342                              abort ();
2343                          }
2344
2345                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2346                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2347                           The easiest way to do this is to just call
2348                           mark_loop_jump again for P.  */
2349                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2350
2351                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2352                           delete INSN.  */
2353                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2354                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2355                                == next_real_insn (insn)))
2356                          delete_insn (insn);
2357                      }
2358
2359                     /* Continue the loop after where the conditional
2360                        branch used to jump, since the only branch insn
2361                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2362                        branch and hence needs no processing.  */
2363                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2364
2365                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2366                       delete_insn (cond_label);
2367                   }
2368               }
2369           }
2370       }
2371 }
2372
2373 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2374    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2375
2376    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2377
2378 static void
2379 mark_loop_jump (x, loop_num)
2380      rtx x;
2381      int loop_num;
2382 {
2383   int dest_loop;
2384   int outer_loop;
2385   int i;
2386
2387   switch (GET_CODE (x))
2388     {
2389     case PC:
2390     case USE:
2391     case CLOBBER:
2392     case REG:
2393     case MEM:
2394     case CONST_INT:
2395     case CONST_DOUBLE:
2396     case RETURN:
2397       return;
2398
2399     case CONST:
2400       /* There could be a label reference in here.  */
2401       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2402       return;
2403
2404     case PLUS:
2405     case MINUS:
2406     case MULT:
2407     case LSHIFT:
2408       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2409       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2410       return;
2411
2412     case SIGN_EXTEND:
2413     case ZERO_EXTEND:
2414       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2415       return;
2416
2417     case LABEL_REF:
2418       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2419
2420       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2421          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2422          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2423          false.  */
2424
2425       if (dest_loop != loop_num && loop_num != -1)
2426         {
2427           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
2428           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
2429           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2430         }
2431
2432       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
2433          by it, it invalidates at least one loop.  */
2434
2435       if (dest_loop == -1)
2436         return;
2437
2438       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
2439          label, except those that also contain the jump insn.  */
2440
2441       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
2442         {
2443           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
2444           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2445                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2446             if (dest_loop == outer_loop)
2447               return;
2448
2449           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
2450           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
2451             fprintf (loop_dump_stream,
2452                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
2453                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
2454           
2455           loop_invalid[dest_loop] = 1;
2456         }
2457       return;
2458
2459     case SET:
2460       /* If this is not setting pc, ignore.  */
2461       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
2462         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
2463       return;
2464
2465     case IF_THEN_ELSE:
2466       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2467       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
2468       return;
2469
2470     case PARALLEL:
2471     case ADDR_VEC:
2472       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
2473         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
2474       return;
2475
2476     case ADDR_DIFF_VEC:
2477       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
2478         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
2479       return;
2480
2481     default:
2482       /* Nothing else should occur in a JUMP_INSN.  */
2483       abort ();
2484     }
2485 }
2486 \f
2487 /* Return nonzero if there is a label in the range from
2488    insn INSN to and including the insn whose luid is END
2489    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
2490    been previously created by loop.c).  */
2491
2492 static int
2493 labels_in_range_p (insn, end)
2494      rtx insn;
2495      int end;
2496 {
2497   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
2498     {
2499       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
2500         return 1;
2501       insn = NEXT_INSN (insn);
2502     }
2503
2504   return 0;
2505 }
2506
2507 /* Record that a memory reference X is being set.  */
2508
2509 static void
2510 note_addr_stored (x)
2511      rtx x;
2512 {
2513   register int i;
2514
2515   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
2516     return;
2517
2518   /* Count number of memory writes.
2519      This affects heuristics in strength_reduce.  */
2520   num_mem_sets++;
2521
2522   if (unknown_address_altered)
2523     return;
2524
2525   for (i = 0; i < loop_store_mems_idx; i++)
2526     if (rtx_equal_p (XEXP (loop_store_mems[i], 0), XEXP (x, 0))
2527         && MEM_IN_STRUCT_P (x) == MEM_IN_STRUCT_P (loop_store_mems[i]))
2528       {
2529         /* We are storing at the same address as previously noted.  Save the
2530            wider reference, treating BLKmode as wider.  */
2531         if (GET_MODE (x) == BLKmode
2532             || (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x))
2533                 > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_store_mems[i]))))
2534           loop_store_mems[i] = x;
2535         break;
2536       }
2537
2538   if (i == NUM_STORES)
2539     unknown_address_altered = 1;
2540
2541   else if (i == loop_store_mems_idx)
2542     loop_store_mems[loop_store_mems_idx++] = x;
2543 }
2544 \f
2545 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
2546
2547    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
2548
2549    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
2550    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
2551    anything stored in `loop_store_mems'.  */
2552
2553 int
2554 invariant_p (x)
2555      register rtx x;
2556 {
2557   register int i;
2558   register enum rtx_code code;
2559   register char *fmt;
2560   int conditional = 0;
2561
2562   if (x == 0)
2563     return 1;
2564   code = GET_CODE (x);
2565   switch (code)
2566     {
2567     case CONST_INT:
2568     case CONST_DOUBLE:
2569     case SYMBOL_REF:
2570     case CONST:
2571       return 1;
2572
2573     case LABEL_REF:
2574       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
2575          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
2576          This is because each unrolled copy of the loop body will have
2577          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
2578          the address of this label into a register might get moved outside
2579          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
2580
2581          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
2582          labels.  */
2583       if (flag_unroll_loops)
2584         return 0;
2585       else
2586         return 1;
2587
2588     case PC:
2589     case CC0:
2590     case UNSPEC_VOLATILE:
2591       return 0;
2592
2593     case REG:
2594       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
2595          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
2596       if (x == frame_pointer_rtx || x == arg_pointer_rtx)
2597         return 1;
2598       if (loop_has_call
2599           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
2600         return 0;
2601       if (n_times_set[REGNO (x)] < 0)
2602         return 2;
2603       return n_times_set[REGNO (x)] == 0;
2604
2605     case MEM:
2606       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
2607          invariant if their address is.  */
2608       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
2609         break;
2610
2611       /* If we filled the table (or had a subroutine call), any location
2612          in memory could have been clobbered.  */
2613       if (unknown_address_altered
2614           /* Don't mess with volatile memory references.  */
2615           || MEM_VOLATILE_P (x))
2616         return 0;
2617
2618       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
2619       for (i = loop_store_mems_idx - 1; i >= 0; i--)
2620         if (true_dependence (loop_store_mems[i], x))
2621           return 0;
2622
2623       /* It's not invalidated by a store in memory
2624          but we must still verify the address is invariant.  */
2625       break;
2626
2627     case ASM_OPERANDS:
2628       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
2629       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2630         return 0;
2631     }
2632
2633   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2634   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2635     {
2636       if (fmt[i] == 'e')
2637         {
2638           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
2639           if (tem == 0)
2640             return 0;
2641           if (tem == 2)
2642             conditional = 1;
2643         }
2644       else if (fmt[i] == 'E')
2645         {
2646           register int j;
2647           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2648             {
2649               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
2650               if (tem == 0)
2651                 return 0;
2652               if (tem == 2)
2653                 conditional = 1;
2654             }
2655
2656         }
2657     }
2658
2659   return 1 + conditional;
2660 }
2661
2662 /* Return 1 if OTHER (a mem ref) overlaps the area of memory
2663    which is SIZE bytes starting at BASE.  */
2664
2665 int
2666 addr_overlap_p (other, base, size)
2667      rtx other;
2668      rtx base;
2669      HOST_WIDE_INT size;
2670 {
2671   HOST_WIDE_INT start = 0, end;
2672
2673   if (GET_CODE (base) == CONST)
2674     base = XEXP (base, 0);
2675   if (GET_CODE (base) == PLUS
2676       && GET_CODE (XEXP (base, 1)) == CONST_INT)
2677     {
2678       start = INTVAL (XEXP (base, 1));
2679       base = XEXP (base, 0);
2680     }
2681
2682   end = start + size;
2683   return refers_to_mem_p (other, base, start, end);
2684 }
2685 \f
2686 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
2687    are INSN and the immediately following insns,
2688    and if each of those insns sets REG in an invariant way
2689    (not counting uses of REG in them).
2690
2691    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
2692
2693    We assume that INSN itself is the first set of REG
2694    and that its source is invariant.  */
2695
2696 static int
2697 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
2698      int n_sets;
2699      rtx reg, insn;
2700 {
2701   register rtx p = insn;
2702   register int regno = REGNO (reg);
2703   rtx temp;
2704   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
2705   int count = n_sets - 1;
2706   int old = n_times_set[regno];
2707   int value = 0;
2708   int this;
2709
2710   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
2711   if (n_sets == 127)
2712     return 0;
2713
2714   n_times_set[regno] = 0;
2715
2716   while (count > 0)
2717     {
2718       register enum rtx_code code;
2719       rtx set;
2720
2721       p = NEXT_INSN (p);
2722       code = GET_CODE (p);
2723
2724       /* If library call, skip to end of of it.  */
2725       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2726         p = XEXP (temp, 0);
2727
2728       this = 0;
2729       if (code == INSN
2730           && (set = single_set (p))
2731           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
2732           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
2733         {
2734           this = invariant_p (SET_SRC (set));
2735           if (this != 0)
2736             value |= this;
2737           else if (temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2738             {
2739               this = invariant_p (XEXP (temp, 0));
2740               if (this != 0)
2741                 value |= this;
2742             }
2743         }
2744       if (this != 0)
2745         count--;
2746       else if (code != NOTE)
2747         {
2748           n_times_set[regno] = old;
2749           return 0;
2750         }
2751     }
2752
2753   n_times_set[regno] = old;
2754   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
2755   return 1 + (value & 2);
2756 }
2757
2758 #if 0
2759 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
2760    to be moved, so we no longer test it.  */
2761
2762 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
2763    that set REG are invariant according to TABLE.  */
2764
2765 static int
2766 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
2767      rtx reg, insn;
2768      short *table;
2769 {
2770   register rtx p = insn;
2771   register int regno = REGNO (reg);
2772
2773   while (1)
2774     {
2775       register enum rtx_code code;
2776       p = NEXT_INSN (p);
2777       code = GET_CODE (p);
2778       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
2779         return 1;
2780       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
2781           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
2782           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
2783         {
2784           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
2785             return 0;
2786         }
2787     }
2788 }
2789 #endif /* 0 */
2790 \f
2791 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
2792    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
2793    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
2794
2795 static void
2796 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
2797      rtx insn;
2798      rtx x;
2799      rtx *usage;
2800 {
2801   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2802   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2803   int i, j;
2804
2805   if (code == REG)
2806     usage[REGNO (x)]
2807       = (usage[REGNO (x)] != 0 && usage[REGNO (x)] != insn)
2808         ? const0_rtx : insn;
2809
2810   else if (code == SET)
2811     {
2812       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
2813          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
2814          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
2815          for it.  */
2816       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2817         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
2818       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
2819     }
2820   else
2821     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2822       {
2823         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
2824           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
2825         else if (fmt[i] == 'E')
2826           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2827             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
2828       }
2829 }
2830 \f
2831 /* Increment N_TIMES_SET at the index of each register
2832    that is modified by an insn between FROM and TO.
2833    If the value of an element of N_TIMES_SET becomes 127 or more,
2834    stop incrementing it, to avoid overflow.
2835
2836    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
2837    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
2838    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
2839    in which case this processing is not done.
2840
2841    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
2842    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
2843
2844 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
2845    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
2846
2847 static void
2848 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
2849      register rtx from, to;
2850      char *may_not_move;
2851      rtx *single_usage;
2852      int *count_ptr;
2853      int nregs;
2854 {
2855   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
2856   register rtx insn;
2857   register int count = 0;
2858   register rtx dest;
2859
2860   bzero (last_set, nregs * sizeof (rtx));
2861   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
2862     {
2863       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2864         {
2865           ++count;
2866
2867           /* If requested, record registers that have exactly one use.  */
2868           if (single_usage)
2869             {
2870               find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
2871
2872               /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
2873               if (REG_NOTES (insn))
2874                 find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
2875             }
2876
2877           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
2878               && GET_CODE (XEXP (PATTERN (insn), 0)) == REG)
2879             /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
2880                We might do so sometimes, but it's not worth the pain.  */
2881             may_not_move[REGNO (XEXP (PATTERN (insn), 0))] = 1;
2882
2883           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2884               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
2885             {
2886               dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
2887               while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2888                      || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2889                      || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2890                      || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2891                 dest = XEXP (dest, 0);
2892               if (GET_CODE (dest) == REG)
2893                 {
2894                   register int regno = REGNO (dest);
2895                   /* If this is the first setting of this reg
2896                      in current basic block, and it was set before,
2897                      it must be set in two basic blocks, so it cannot
2898                      be moved out of the loop.  */
2899                   if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
2900                     may_not_move[regno] = 1;
2901                   /* If this is not first setting in current basic block,
2902                      see if reg was used in between previous one and this.
2903                      If so, neither one can be moved.  */
2904                   if (last_set[regno] != 0
2905                       && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
2906                     may_not_move[regno] = 1;
2907                   if (n_times_set[regno] < 127)
2908                     ++n_times_set[regno];
2909                   last_set[regno] = insn;
2910                 }
2911             }
2912           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
2913             {
2914               register int i;
2915               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
2916                 {
2917                   register rtx x = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
2918                   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
2919                     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
2920                        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
2921                     may_not_move[REGNO (XEXP (x, 0))] = 1;
2922
2923                   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
2924                     {
2925                       dest = SET_DEST (x);
2926                       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2927                              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2928                              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2929                              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2930                         dest = XEXP (dest, 0);
2931                       if (GET_CODE (dest) == REG)
2932                         {
2933                           register int regno = REGNO (dest);
2934                           if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
2935                             may_not_move[regno] = 1;
2936                           if (last_set[regno] != 0
2937                               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
2938                             may_not_move[regno] = 1;
2939                           if (n_times_set[regno] < 127)
2940                             ++n_times_set[regno];
2941                           last_set[regno] = insn;
2942                         }
2943                     }
2944                 }
2945             }
2946         }
2947       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2948         bzero (last_set, nregs * sizeof (rtx));
2949     }
2950   *count_ptr = count;
2951 }
2952 \f
2953 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
2954    and that is entered at SCAN_START,
2955    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
2956    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
2957    from the loop entry point.
2958
2959    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
2960    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
2961    from an inner loop past two loops.  */
2962
2963 static int
2964 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
2965      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
2966 {
2967   rtx reg = SET_DEST (set);
2968   rtx p;
2969
2970   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
2971      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
2972   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
2973     {
2974       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
2975           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
2976         return 1;
2977
2978       if (p == loop_end)
2979         p = loop_start;
2980     }
2981
2982   return 0;
2983 }
2984 \f
2985 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
2986    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
2987 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
2988    value is a linear function of a biv.  */
2989
2990 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
2991    Givs by `general_induct_var'.  */
2992
2993 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
2994    induction variable, and if so what type.  */
2995
2996 enum iv_mode *reg_iv_type;
2997
2998 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
2999    if register is an induction variable.  This holds general info for
3000    all induction variables.  */
3001
3002 struct induction **reg_iv_info;
3003
3004 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3005    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3006    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3007    to.  */
3008
3009 struct iv_class **reg_biv_class;
3010
3011 /* The head of a list which links together (via the next field)
3012    every iv class for the current loop.  */
3013
3014 struct iv_class *loop_iv_list;
3015
3016 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3017
3018 static rtx note_insn;
3019
3020 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3021
3022 static rtx addr_placeholder;
3023
3024 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3025    for the strength reduction code.  */
3026
3027 /* ??? There is one more optimization you might be interested in doing: to
3028    allocate pseudo registers for frequently-accessed memory locations.
3029    If the same memory location is referenced each time around, it might
3030    be possible to copy it into a register before and out after.
3031    This is especially useful when the memory location is a variable which
3032    is in a stack slot because somewhere its address is taken.  If the
3033    loop doesn't contain a function call and the variable isn't volatile,
3034    it is safe to keep the value in a register for the duration of the
3035    loop. One tricky thing is that the copying of the value back from the
3036    register has to be done on all exits from the loop.  You need to check that
3037    all the exits from the loop go to the same place. */
3038
3039 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3040    bivs, may cause problems. */
3041
3042 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3043    performance problems.
3044
3045    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3046    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3047    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3048    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3049    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3050    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3051
3052 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3053    positive.  */
3054
3055 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3056    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3057    e.g. the VAX acb insn.  */
3058
3059 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3060    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3061    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3062 \f
3063 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  */
3064
3065 /* Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3066    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3067    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3068    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3069    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.  */
3070
3071 static void
3072 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3073                  loop_start, loop_end)
3074      rtx scan_start;
3075      rtx end;
3076      rtx loop_top;
3077      int insn_count;
3078      rtx loop_start;
3079      rtx loop_end;
3080 {
3081   rtx p;
3082   rtx set;
3083   rtx inc_val;
3084   rtx mult_val;
3085   rtx dest_reg;
3086   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3087      iteration.  */
3088   int not_every_iteration = 0;
3089   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3090      loop iteration.  */
3091   int maybe_multiple = 0;
3092   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3093   struct iv_class *bl, **backbl;
3094   /* Ratio of extra register life span we can justify
3095      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3096      since in that case saving an insn makes more difference
3097      and more registers are available.  */
3098   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3099   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3100   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3101   rtx *reg_map;
3102   int call_seen;
3103   rtx test;
3104   rtx end_insert_before;
3105
3106   reg_iv_type = (enum iv_mode *) alloca (max_reg_before_loop
3107                                          * sizeof (enum iv_mode *));
3108   bzero ((char *) reg_iv_type, max_reg_before_loop * sizeof (enum iv_mode *));
3109   reg_iv_info = (struct induction **)
3110     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct induction *));
3111   bzero ((char *) reg_iv_info, (max_reg_before_loop
3112                                 * sizeof (struct induction *)));
3113   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3114     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3115   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3116                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3117
3118   loop_iv_list = 0;
3119   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3120
3121   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3122      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3123      order (i.e. loop order).  */
3124
3125   end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3126
3127   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3128
3129   p = scan_start;
3130   while (1)
3131     {
3132       p = NEXT_INSN (p);
3133       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3134          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3135       if (p == scan_start)
3136         break;
3137       if (p == end)
3138         {
3139           if (loop_top != 0)
3140             p = NEXT_INSN (loop_top);
3141           else
3142             break;
3143           if (p == scan_start)
3144             break;
3145         }
3146
3147       if (GET_CODE (p) == INSN
3148           && (set = single_set (p))
3149           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3150         {
3151           dest_reg = SET_DEST (set);
3152           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3153               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3154               && reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] != NOT_BASIC_INDUCT)
3155             {
3156               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), dest_reg,
3157                                       &inc_val, &mult_val))
3158                 {
3159                   /* It is a possible basic induction variable.
3160                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3161
3162                   struct induction *v
3163                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3164
3165                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val,
3166                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3167                   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = BASIC_INDUCT;
3168                 }
3169               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3170                 reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = NOT_BASIC_INDUCT;
3171             }
3172         }
3173
3174       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3175          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3176          every jump insn between here and the end of the loop either
3177          returns, exits the loop, or is a forward jump.  */
3178
3179       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3180         {
3181           rtx insn = p;
3182
3183           maybe_multiple = 0;
3184
3185           while (1)
3186             {
3187               insn = NEXT_INSN (insn);
3188               if (insn == scan_start)
3189                 break;
3190               if (insn == end)
3191                 {
3192                   if (loop_top != 0)
3193                     insn = NEXT_INSN (loop_top);
3194                   else
3195                     break;
3196                   if (insn == scan_start)
3197                     break;
3198                 }
3199
3200               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3201                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3202                   && (! condjump_p (insn)
3203                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3204                           && (INSN_UID (JUMP_LABEL (insn)) >= max_uid_for_loop
3205                               || INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop
3206                               || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (insn))
3207                                   < INSN_LUID (insn))))))
3208               {
3209                 maybe_multiple = 1;
3210                 break;
3211               }
3212             }
3213         }
3214
3215       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we can't count
3216          on whether or how many times they will be executed during each
3217          iteration.  */
3218       /* This code appears in three places, once in scan_loop, and twice
3219          in strength_reduce.  */
3220       if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
3221           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3222              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3223              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3224              will be executed if the loop is executed.  */
3225           && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
3226                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3227                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3228         not_every_iteration = 1;
3229
3230       /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3231          be executed each iteration: logically, the loop begins here
3232          even though the exit code has been duplicated.  */
3233
3234       else if (GET_CODE (p) == NOTE
3235                && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
3236         not_every_iteration = 0;
3237
3238       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3239          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3240          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3241          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3242
3243          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3244          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3245          will be executed each iteration.  This can also happen if we
3246          have just passed a jump, for example, when there are nested loops.  */
3247
3248       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3249           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3250         not_every_iteration = 0;
3251     }
3252
3253   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3254      Make a sanity check against n_times_set.  */
3255   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3256     {
3257       if (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3258           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3259           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3260           || n_times_set[bl->regno] != bl->biv_count
3261           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3262              move.  So leave it alone.  */
3263           || ! bl->incremented)
3264         {
3265           if (loop_dump_stream)
3266             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3267                      bl->regno,
3268                      (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3269                       ? "not induction variable"
3270                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3271                          : "count error")));
3272           
3273           reg_iv_type[bl->regno] = NOT_BASIC_INDUCT;
3274           *backbl = bl->next;
3275         }
3276       else
3277         {
3278           backbl = &bl->next;
3279
3280           if (loop_dump_stream)
3281             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3282         }
3283     }
3284
3285   /* Exit if there are no bivs.  */
3286   if (! loop_iv_list)
3287     {
3288       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3289          strength reduction info available.  */
3290       if (flag_unroll_loops)
3291         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 0);
3292
3293       return;
3294     }
3295
3296   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3297      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3298
3299   call_seen = 0;
3300   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3301     {
3302       note_insn = p;
3303
3304       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3305         call_seen = 1;
3306
3307       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3308           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3309         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3310
3311       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3312          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3313          constants and registers and only certain of those.  */
3314       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3315           && JUMP_LABEL (p) != 0
3316           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3317           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3318           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3319           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3320           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3321           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3322           && bl->init_insn == 0)
3323         {
3324           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3325           if (GET_CODE (test) == NE)
3326             {
3327               bl->init_insn = p;
3328               bl->init_set = gen_rtx (SET, VOIDmode,
3329                                       XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3330             }
3331           else
3332             bl->initial_test = test;
3333         }
3334     }
3335
3336   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3337      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3338      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3339   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3340     {
3341       rtx src;
3342
3343       if (! bl->init_insn)
3344         continue;
3345
3346       src = SET_SRC (bl->init_set);
3347
3348       if (loop_dump_stream)
3349         fprintf (loop_dump_stream,
3350                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3351                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3352
3353       if (valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3354         {
3355           bl->initial_value = src;
3356
3357           if (loop_dump_stream)
3358             {
3359               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3360                 fprintf (loop_dump_stream, "%d\n", INTVAL (src));
3361               else
3362                 {
3363                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3364                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3365                 }
3366             }
3367         }
3368       else
3369         {
3370           /* Biv initial value is not simple move,
3371              so let it keep initial value of "itself".  */
3372
3373           if (loop_dump_stream)
3374             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
3375         }
3376     }
3377
3378   /* Search the loop for general induction variables.  */
3379
3380   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
3381      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
3382
3383   not_every_iteration = 0;
3384   p = scan_start;
3385   while (1)
3386     {
3387       p = NEXT_INSN (p);
3388       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3389          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3390       if (p == scan_start)
3391         break;
3392       if (p == end)
3393         {
3394           if (loop_top != 0)
3395             p = NEXT_INSN (loop_top);
3396           else
3397             break;
3398           if (p == scan_start)
3399             break;
3400         }
3401
3402       /* Look for a general induction variable in a register.  */
3403       if (GET_CODE (p) == INSN
3404           && (set = single_set (p))
3405           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3406           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
3407         {
3408           rtx src_reg;
3409           rtx add_val;
3410           rtx mult_val;
3411           int benefit;
3412           rtx regnote = 0;
3413
3414           dest_reg = SET_DEST (set);
3415           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3416             continue;
3417
3418           if (/* SET_SRC is a giv.  */
3419               ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set),
3420                                                  &src_reg, &add_val,
3421                                                  &mult_val))
3422                /* Equivalent expression is a giv. */
3423                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
3424                    && (benefit = general_induction_var (XEXP (regnote, 0),
3425                                                         &src_reg,
3426                                                         &add_val, &mult_val))))
3427               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
3428                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
3429               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3430               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
3431               && dest_reg != src_reg
3432               /* This must be the only place where the register is set.  */
3433               && (n_times_set[REGNO (dest_reg)] == 1
3434                   /* or all sets must be consecutive and make a giv. */
3435                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
3436                                                  src_reg, dest_reg,
3437                                                  &add_val, &mult_val))))
3438             {
3439               int count;
3440               struct induction *v
3441                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3442               rtx temp;
3443
3444               /* If this is a library call, increase benefit.  */
3445               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
3446                 benefit += libcall_benefit (p);
3447
3448               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
3449               for (count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
3450                    count > 0; count--)
3451                 {
3452                   /* If first insn of libcall sequence, skip to end.
3453                      Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
3454                      be an insn here.  */
3455                   if (GET_CODE (p) != NOTE
3456                       && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3457                     p = XEXP (temp, 0);
3458
3459                   do p = NEXT_INSN (p);
3460                   while (GET_CODE (p) == NOTE);
3461                 }
3462
3463               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
3464                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
3465                           loop_end);
3466
3467             }
3468         }
3469
3470 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
3471       /* Look for givs which are memory addresses.  */
3472       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
3473          still does.  */
3474       if (GET_CODE (p) == INSN)
3475         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
3476                        loop_end);
3477 #endif
3478
3479       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
3480          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
3481       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3482         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3483         update_giv_derive (p);
3484
3485       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we can't count
3486          on whether or how many times they will be executed during each
3487          iteration.  */
3488       /* This code appears in three places, once in scan_loop, and twice
3489          in strength_reduce.  */
3490       if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
3491           /* If we enter the loop in the middle, and scan around
3492              to the beginning, don't set not_every_iteration for that.
3493              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3494              will be executed if the loop is executed.  */
3495           && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
3496                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3497                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3498         not_every_iteration = 1;
3499
3500       /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3501          be executed each iteration: logically, the loop begins here
3502          even though the exit code has been duplicated.  */
3503
3504       else if (GET_CODE (p) == NOTE
3505                && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
3506         not_every_iteration = 0;
3507
3508       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3509          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3510          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3511          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3512
3513          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3514          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3515          will be executed each iteration.  */
3516
3517       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3518           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3519         not_every_iteration = 0;
3520     }
3521
3522   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
3523      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
3524      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
3525      fail if the iteration variable is a giv.  */
3526
3527   loop_n_iterations = loop_iterations (loop_start, loop_end);
3528
3529   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
3530      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
3531      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
3532      so that final_giv_value will work correctly.  */
3533
3534   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3535     {
3536       struct induction *v;
3537
3538       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3539         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
3540           check_final_value (v, loop_start, loop_end);
3541     }
3542
3543   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
3544      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
3545      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
3546   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start);
3547
3548   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.  */
3549   reg_map = (rtx *) alloca (max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3550   bzero ((char *) reg_map, max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3551
3552   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
3553      variable elimination.  */
3554
3555   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3556     {
3557       struct induction *v;
3558       int benefit;
3559       int all_reduced;
3560       rtx final_value = 0;
3561
3562       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
3563          provided all givs are reduced.  This is possible if either
3564          the reg is not used outside the loop, or we can compute
3565          what its final value will be.
3566
3567          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
3568          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
3569          this biv.  */
3570
3571       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
3572          We aren't concerned with any uses of the biv between
3573          init_insn and loop_start since these won't be affected
3574          by the value of the biv elsewhere in the function, so
3575          long as init_insn doesn't use the biv itself.
3576          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
3577
3578       if ((uid_luid[regno_last_uid[bl->regno]] < INSN_LUID (loop_end)
3579            && bl->init_insn
3580            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
3581            && uid_luid[regno_first_uid[bl->regno]] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
3582 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3583            && ! bl->nonneg
3584 #endif
3585            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
3586           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end))
3587 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3588               && ! bl->nonneg
3589 #endif
3590               ))
3591         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
3592                                               threshold, insn_count);
3593       else
3594         {
3595           if (loop_dump_stream)
3596             {
3597               fprintf (loop_dump_stream,
3598                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
3599                        bl->regno);
3600               fprintf (loop_dump_stream,
3601                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
3602                        regno_first_uid[bl->regno],
3603                        regno_last_uid[bl->regno]);
3604             }
3605         }
3606
3607       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
3608       combine_givs (bl);
3609
3610       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
3611          biv have been strength reduced.
3612          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
3613       all_reduced = 1;
3614
3615       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
3616          it.  Skip giv's combined with others.  */
3617       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3618         {
3619           struct induction *tv;
3620
3621           if (v->ignore || v->same)
3622             continue;
3623
3624           benefit = v->benefit;
3625
3626           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
3627              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
3628              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
3629              will often be marked non-replaceable because of the duplication
3630              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
3631              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
3632              a cost.  Similar situations exist.  */
3633           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
3634              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
3635              be necessary.  */
3636           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
3637               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
3638             benefit -= copy_cost;
3639
3640           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
3641              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
3642           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
3643
3644           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
3645              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
3646              This decision can be made independently for each giv.  */
3647
3648           /* ??? Perhaps attempt to guess whether autoincrement will handle
3649              some of the new add insns; if so, can increase BENEFIT
3650              (undo the subtraction of add_cost that was done above).  */
3651
3652           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
3653              flag, and clear all_reduced.  */
3654
3655           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count)
3656             {
3657               if (loop_dump_stream)
3658                 fprintf (loop_dump_stream,
3659                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
3660                          INSN_UID (v->insn),
3661                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
3662               v->ignore = 1;
3663               all_reduced = 0;
3664             }
3665           else
3666             {
3667               /* Check that we can increment the reduced giv without a
3668                  multiply insn.  If not, reject it.  */
3669
3670               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3671                 if (tv->mult_val == const1_rtx
3672                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
3673                   {
3674                     if (loop_dump_stream)
3675                       fprintf (loop_dump_stream,
3676                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
3677                                INSN_UID (v->insn));
3678                     v->ignore = 1;
3679                     all_reduced = 0;
3680                     break;
3681                   }
3682             }
3683         }
3684
3685       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
3686
3687       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3688         {
3689           struct induction *tv;
3690           if (! v->ignore && v->same == 0)
3691             {
3692               v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
3693
3694               /* For each place where the biv is incremented,
3695                  add an insn to increment the new, reduced reg for the giv.  */
3696               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3697                 {
3698                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
3699                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
3700                                       v->new_reg, v->new_reg, tv->insn);
3701                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
3702                     /* A multiply is acceptable here
3703                        since this is presumed to be seldom executed.  */
3704                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
3705                                       v->add_val, v->new_reg, tv->insn);
3706                 }
3707
3708               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
3709
3710               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
3711                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
3712             }
3713         }
3714
3715       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
3716          as not reduced.
3717          
3718          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
3719          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
3720          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".
3721
3722          Also check for givs whose first use is their definition and whose
3723          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
3724          dead and should not be used to eliminate a biv.  */
3725       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3726         {
3727           if (v->same && v->same->ignore)
3728             v->ignore = 1;
3729
3730           if (v->ignore)
3731             continue;
3732
3733           if (v->giv_type == DEST_REG
3734               && regno_first_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v->insn))
3735             {
3736               struct induction *v1;
3737
3738               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
3739                 if (regno_last_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v1->insn))
3740                   v->maybe_dead = 1;
3741             }
3742
3743           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
3744              replaced.  */
3745           if (v->same)
3746             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
3747                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
3748
3749           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
3750             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
3751                this giv.  */
3752             *v->location = v->new_reg;
3753           else if (v->replaceable)
3754             {
3755               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
3756
3757 #if 0
3758               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
3759                  this is unnecessary now?  */
3760
3761               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
3762                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
3763
3764                  However, especially when unrolling loops, the special
3765                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
3766                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
3767                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
3768                  We can not delete the original insn, since it may be part
3769                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
3770                  libcalls will fail if it is deleted.  */
3771               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
3772                                v->insn);
3773 #endif
3774             }
3775           else
3776             {
3777               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
3778                  the reduced giv, same as above.  */
3779               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
3780                                v->insn);
3781             }
3782
3783           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
3784              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
3785              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
3786              not replaceable.  The correct final value is the same as the
3787              value that the giv starts the reversed loop with.  */
3788           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
3789             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
3790                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
3791           else if (v->final_value)
3792             {
3793               rtx insert_before;
3794
3795               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
3796                  loop to ensure that it will always be executed no matter
3797                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
3798                  since this is slightly more efficient.  */
3799               if (loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
3800                 insert_before = loop_start;
3801               else
3802                 insert_before = end_insert_before;
3803               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
3804                                 insert_before);
3805
3806 #if 0
3807               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
3808                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
3809                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
3810                  every insn in the libcall.  Note, however, that
3811                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
3812                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
3813                  matter that the original insn remains because it is dead
3814                  anyways.  */
3815               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
3816                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
3817               delete_insn (v->insn);
3818 #endif
3819             }
3820
3821           if (loop_dump_stream)
3822             {
3823               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
3824                        INSN_UID (v->insn));
3825               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
3826               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3827             }
3828         }
3829
3830       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
3831          merit it.  */
3832
3833       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
3834          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
3835          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
3836          combined with.
3837
3838          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
3839          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
3840          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
3841          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
3842          used from the simpler giv.  */
3843
3844       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3845         if (! v->maybe_dead && v->same)
3846           v->same->maybe_dead = 0;
3847
3848       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
3849          This won't work if ! all_reduced,
3850          since the givs we planned to use might not have been reduced.
3851
3852          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
3853          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
3854          be used as a biv replacement.  
3855
3856          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
3857          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
3858          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
3859          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
3860          replace it with a compare with a constant will fail.
3861
3862          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
3863          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
3864          doing so in the rare cases where it can occur.  */
3865
3866       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
3867           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
3868                                   threshold, insn_count))
3869
3870         {
3871           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
3872              or otherwise drop straight in, based on this test, then
3873              we might want to rewrite it also.  This way some later
3874              pass has more hope of removing the initialization of this
3875              biv entirely. */
3876
3877           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
3878              and we must emit an insn to set it just in case.
3879
3880              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
3881              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
3882              proper final value for such a biv here anyways. */
3883           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
3884             {
3885               rtx insert_before;
3886
3887               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
3888                  loop to ensure that it will always be executed no matter
3889                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
3890                  loop, since this is slightly more efficient.  */
3891               if (loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
3892                 insert_before = loop_start;
3893               else
3894                 insert_before = end_insert_before;
3895
3896               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
3897                                 end_insert_before);
3898             }
3899
3900 #if 0
3901           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
3902              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
3903              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
3904           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
3905              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
3906              will only succeed when there are multiple exits if the biv
3907              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
3908              insn remains, because it is dead anyways.  */
3909           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
3910             delete_insn (v->insn);
3911 #endif
3912
3913           if (loop_dump_stream)
3914             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
3915                      bl->regno);
3916         }
3917     }
3918
3919   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
3920      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
3921
3922   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
3923     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3924         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3925       {
3926         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
3927         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
3928       }
3929
3930   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
3931      induction variable information that strength_reduce has already
3932      collected.  */
3933   
3934   if (flag_unroll_loops)
3935     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 1);
3936
3937   if (loop_dump_stream)
3938     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3939 }
3940 \f
3941 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
3942    compared against in an initial test).
3943
3944    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
3945    the current insn and the start of the loop.
3946
3947    INSN is the insn containing X.  */
3948
3949 static int
3950 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
3951      rtx x;
3952      rtx insn;
3953      int call_seen;
3954      rtx loop_start;
3955 {
3956   if (CONSTANT_P (x))
3957     return 1;
3958
3959   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
3960      we know.  */
3961   if (GET_CODE (x) != REG
3962       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
3963     return 0;
3964
3965   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
3966      some machines, don't use any hard registers at all.  */
3967   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
3968 #ifndef SMALL_REGISTER_CLASSES
3969       && call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen
3970 #endif
3971       )
3972     return 0;
3973
3974   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
3975      loop.  */
3976   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
3977     return 0;
3978
3979   return 1;
3980 }
3981 \f
3982 /* Scan X for memory refs and check each memory address
3983    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
3984    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
3985    every loop iteration.  */
3986
3987 static void
3988 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
3989      rtx x;
3990      rtx insn;
3991      int not_every_iteration;
3992      rtx loop_start, loop_end;
3993 {
3994   register int i, j;
3995   register enum rtx_code code;
3996   register char *fmt;
3997
3998   if (x == 0)
3999     return;
4000
4001   code = GET_CODE (x);
4002   switch (code)
4003     {
4004     case REG:
4005     case CONST_INT:
4006     case CONST:
4007     case CONST_DOUBLE:
4008     case SYMBOL_REF:
4009     case LABEL_REF:
4010     case PC:
4011     case CC0:
4012     case ADDR_VEC:
4013     case ADDR_DIFF_VEC:
4014     case USE:
4015     case CLOBBER:
4016       return;
4017
4018     case MEM:
4019       {
4020         rtx src_reg;
4021         rtx add_val;
4022         rtx mult_val;
4023         int benefit;
4024
4025         benefit = general_induction_var (XEXP (x, 0),
4026                                          &src_reg, &add_val, &mult_val);
4027
4028         /* Don't make a DEST_ADDR giv with mult_val == 1 && add_val == 0.
4029            Such a giv isn't useful.  */
4030         if (benefit > 0 && (mult_val != const1_rtx || add_val != const0_rtx))
4031           {
4032             /* Found one; record it.  */
4033             struct induction *v
4034               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
4035
4036             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
4037                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
4038                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
4039
4040             v->mem_mode = GET_MODE (x);
4041           }
4042         return;
4043       }
4044     }
4045
4046   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
4047
4048   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4049   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4050     if (fmt[i] == 'e')
4051       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
4052                      loop_end);
4053     else if (fmt[i] == 'E')
4054       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4055         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
4056                        loop_start, loop_end);
4057 }
4058 \f
4059 /* Fill in the data about one biv update.
4060    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
4061    allocated by the caller, with alloca.)
4062    INSN is the insn that sets it.
4063    DEST_REG is the biv's reg.
4064
4065    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
4066    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
4067    being set to INC_VAL.
4068
4069    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
4070    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
4071    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
4072    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
4073    executed exactly once per iteration.  */
4074
4075 static void
4076 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val,
4077             not_every_iteration, maybe_multiple)
4078      struct induction *v;
4079      rtx insn;
4080      rtx dest_reg;
4081      rtx inc_val;
4082      rtx mult_val;
4083      int not_every_iteration;
4084      int maybe_multiple;
4085 {
4086   struct iv_class *bl;
4087
4088   v->insn = insn;
4089   v->src_reg = dest_reg;
4090   v->dest_reg = dest_reg;
4091   v->mult_val = mult_val;
4092   v->add_val = inc_val;
4093   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
4094   v->always_computable = ! not_every_iteration;
4095   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
4096
4097   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
4098      if this is the first incrementation of the reg.  */
4099
4100   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
4101   if (bl == 0)
4102     {
4103       /* Create and initialize new iv_class.  */
4104
4105       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
4106
4107       bl->regno = REGNO (dest_reg);
4108       bl->biv = 0;
4109       bl->giv = 0;
4110       bl->biv_count = 0;
4111       bl->giv_count = 0;
4112
4113       /* Set initial value to the reg itself.  */
4114       bl->initial_value = dest_reg;
4115       /* We haven't seen the initializing insn yet */
4116       bl->init_insn = 0;
4117       bl->init_set = 0;
4118       bl->initial_test = 0;
4119       bl->incremented = 0;
4120       bl->eliminable = 0;
4121       bl->nonneg = 0;
4122       bl->reversed = 0;
4123
4124       /* Add this class to loop_iv_list.  */
4125       bl->next = loop_iv_list;
4126       loop_iv_list = bl;
4127
4128       /* Put it in the array of biv register classes.  */
4129       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
4130     }
4131
4132   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
4133   v->next_iv = bl->biv;
4134   bl->biv = v;
4135   bl->biv_count++;
4136   if (mult_val == const1_rtx)
4137     bl->incremented = 1;
4138
4139   if (loop_dump_stream)
4140     {
4141       fprintf (loop_dump_stream,
4142                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
4143                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4144       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
4145         fprintf (loop_dump_stream, " const = %d\n",
4146                  INTVAL (inc_val));
4147       else
4148         {
4149           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
4150           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
4151           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4152         }
4153     }
4154 }
4155 \f
4156 /* Fill in the data about one giv.
4157    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
4158    allocated by the caller, with alloca.)
4159    INSN is the insn that sets it.
4160    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
4161    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
4162    into a register or is used as a memory address.
4163
4164    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
4165    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
4166    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
4167    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
4168
4169 static void
4170 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4171             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
4172      struct induction *v;
4173      rtx insn;
4174      rtx src_reg;
4175      rtx dest_reg;
4176      rtx mult_val, add_val;
4177      int benefit;
4178      enum g_types type;
4179      int not_every_iteration;
4180      rtx *location;
4181      rtx loop_start, loop_end;
4182 {
4183   struct induction *b;
4184   struct iv_class *bl;
4185   rtx set = single_set (insn);
4186   rtx p;
4187
4188   v->insn = insn;
4189   v->src_reg = src_reg;
4190   v->giv_type = type;
4191   v->dest_reg = dest_reg;
4192   v->mult_val = mult_val;
4193   v->add_val = add_val;
4194   v->benefit = benefit;
4195   v->location = location;
4196   v->cant_derive = 0;
4197   v->combined_with = 0;
4198   v->maybe_multiple = 0;
4199   v->maybe_dead = 0;
4200   v->derive_adjustment = 0;
4201   v->same = 0;
4202   v->ignore = 0;
4203   v->new_reg = 0;
4204   v->final_value = 0;
4205
4206   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
4207      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
4208      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
4209      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
4210      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
4211      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
4212      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
4213
4214   if (type == DEST_ADDR)
4215     v->always_computable = 1;
4216   else
4217     v->always_computable = ! not_every_iteration;
4218
4219   if (type == DEST_ADDR)
4220     {
4221       v->mode = GET_MODE (*location);
4222       v->lifetime = 1;
4223       v->times_used = 1;
4224     }
4225   else /* type == DEST_REG */
4226     {
4227       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
4228
4229       v->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]]
4230                      - uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]]);
4231
4232       v->times_used = n_times_used[REGNO (dest_reg)];
4233
4234       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
4235          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
4236          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated. */
4237       if (v->lifetime == 0)
4238         v->ignore = 1;
4239
4240       reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
4241       reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
4242     }
4243
4244   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
4245
4246   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
4247   if (bl)
4248     {
4249       v->next_iv = bl->giv;
4250       bl->giv = v;
4251       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
4252          insns that calculate givs.  */
4253       if (type == DEST_REG)
4254         bl->giv_count++;
4255       bl->total_benefit += benefit;
4256     }
4257   else
4258     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
4259     abort ();
4260
4261   if (type == DEST_ADDR)
4262     v->replaceable = 1;
4263   else
4264     {
4265       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4266          of the following conditions are true:
4267          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4268            on which the giv is used at all
4269            (there are two ways to deduce this:
4270             either the insn is executed on every iteration,
4271             or all uses follow that insn in the same basic block),
4272          - the giv is not used outside the loop
4273          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4274
4275       if (regno_first_uid[REGNO (dest_reg)] == INSN_UID (insn)
4276           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
4277           && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]] < INSN_LUID (loop_end)
4278           && (! not_every_iteration
4279               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
4280         {
4281           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
4282              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
4283
4284           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
4285              and last use of the giv.
4286              
4287              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
4288              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
4289              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
4290              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
4291              useful as a biv, because it is used in two different loops.
4292              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
4293              using this biv anyways.  */
4294
4295           v->replaceable = 1;
4296           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4297             {
4298               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
4299                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4300                        >= uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]])
4301                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4302                           <= uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]])))
4303                 {
4304                   v->replaceable = 0;
4305                   v->not_replaceable = 1;
4306                   break;
4307                 }
4308             }
4309
4310           /* Check each insn between the first and last use of the giv,
4311              and fail if any of them are branches that jump to a named label
4312              outside this range, but still inside the loop.  This catches
4313              cases of spaghetti code where the execution order of insns
4314              is not linear, and hence the above test fails.  For example,
4315              in the following code, j is not replaceable:
4316              for (i = 0; i < 100; )      {
4317              L0:        j = 4*i; goto L1;
4318              L2:        k = j;   goto L3;
4319              L1:        i++;     goto L2;
4320              L3:        ;        }
4321              printf ("k = %d\n", k); }
4322              This test is conservative, but this test succeeds rarely enough
4323              that it isn't a problem.  See also check_final_value below.  */
4324
4325           if (v->replaceable)
4326             for (p = insn;
4327                  INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
4328                  || INSN_LUID (p) < uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]];
4329                  p = NEXT_INSN (p))
4330               {
4331                 if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
4332                     && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
4333                     && ((INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start)
4334                          && (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p))
4335                              < uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]]))
4336                         || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end)
4337                             && (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p))
4338                                 > uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]]))))
4339                   {
4340                     v->replaceable = 0;
4341                     v->not_replaceable = 1;
4342
4343                     if (loop_dump_stream)
4344                       fprintf (loop_dump_stream,
4345                                "Found branch outside giv lifetime.\n");
4346
4347                     break;
4348                   }
4349               }
4350         }
4351       else
4352         {
4353           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
4354              decide.  */
4355           v->replaceable = 0;
4356           v->not_replaceable = 0;
4357         }
4358     }
4359
4360   if (loop_dump_stream)
4361     {
4362       if (type == DEST_REG)
4363         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
4364                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4365       else
4366         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
4367                  INSN_UID (insn));
4368
4369       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
4370                REGNO (src_reg), v->benefit);
4371       fprintf (loop_dump_stream, " used %d lifetime %d",
4372                v->times_used, v->lifetime);
4373
4374       if (v->replaceable)
4375         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
4376
4377       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
4378         fprintf (loop_dump_stream, " mult %d",
4379                  INTVAL (mult_val));
4380       else
4381         {
4382           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
4383           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
4384         }
4385
4386       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
4387         fprintf (loop_dump_stream, " add %d",
4388                  INTVAL (add_val));
4389       else
4390         {
4391           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
4392           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
4393         }
4394     }
4395
4396   if (loop_dump_stream)
4397     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4398
4399 }
4400
4401
4402 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
4403    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
4404    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
4405    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
4406    have been identified.  */
4407
4408 static void
4409 check_final_value (v, loop_start, loop_end)
4410      struct induction *v;
4411      rtx loop_start, loop_end;
4412 {
4413   struct iv_class *bl;
4414   rtx final_value = 0;
4415   rtx tem;
4416
4417   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
4418
4419   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
4420      replaceable above in record_giv.  */
4421
4422   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4423      of the following conditions are true:
4424      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4425        on which the giv is used at all
4426        (there are two ways to deduce this:
4427         either the insn is executed on every iteration,
4428         or all uses follow that insn in the same basic block),
4429      - its final value can be calculated (this condition is different
4430        than the one above in record_giv)
4431      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4432
4433 #if 0
4434   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
4435   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
4436   v->replaceable = 0;
4437 #endif
4438
4439   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end))
4440       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
4441     {
4442       int biv_increment_seen = 0;
4443       rtx p = v->insn;
4444       rtx last_giv_use;
4445
4446       v->replaceable = 1;
4447
4448       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
4449          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
4450          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
4451          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
4452
4453       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
4454          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
4455          that sets the giv, and search around the loop until we come
4456          back to that insn again.
4457
4458          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
4459          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
4460          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
4461          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
4462          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
4463          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
4464          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
4465
4466       last_giv_use = v->insn;
4467
4468       while (1)
4469         {
4470           p = NEXT_INSN (p);
4471           if (p == loop_end)
4472             p = NEXT_INSN (loop_start);
4473           if (p == v->insn)
4474             break;
4475
4476           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4477               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4478             {
4479               if (biv_increment_seen)
4480                 {
4481                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4482                     {
4483                       v->replaceable = 0;
4484                       v->not_replaceable = 1;
4485                       break;
4486                     }
4487                 }
4488               else if (GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
4489                        && SET_DEST (PATTERN (p)) == v->src_reg)
4490                 biv_increment_seen = 1;
4491               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4492                 last_giv_use = p;
4493             }
4494         }
4495       
4496       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
4497          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
4498          replaceable.  */
4499
4500       if (v->replaceable)
4501         {
4502           p = v->insn;
4503           while (1)
4504             {
4505               p = NEXT_INSN (p);
4506               if (p == loop_end)
4507                 p = NEXT_INSN (loop_start);
4508               if (p == last_giv_use)
4509                 break;
4510
4511               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
4512                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
4513                   && ((INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (v->insn)
4514                        && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start))
4515                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (last_giv_use)
4516                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end))))
4517                 {
4518                   v->replaceable = 0;
4519                   v->not_replaceable = 1;
4520
4521                   if (loop_dump_stream)
4522                     fprintf (loop_dump_stream,
4523                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
4524
4525                   break;
4526                 }
4527             }
4528         }
4529
4530       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
4531       if (v->replaceable)
4532         v->final_value = final_value;
4533     }
4534
4535   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
4536     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
4537              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
4538 }
4539 \f
4540 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
4541
4542    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
4543    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
4544    another giv.
4545
4546    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
4547    derive another giv once a label has been passed.
4548
4549    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
4550
4551 static void
4552 update_giv_derive (p)
4553      rtx p;
4554 {
4555   struct iv_class *bl;
4556   struct induction *biv, *giv;
4557   rtx tem;
4558   int dummy;
4559
4560   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
4561
4562      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
4563      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
4564      derive any givs after a label is passed.
4565
4566      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
4567      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
4568      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
4569      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
4570      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
4571      sub-cases within this case.
4572
4573      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
4574      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
4575      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
4576      this extra tracking doesn't seem worth it).
4577
4578      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
4579      executed multiple times.  We are actually only concerned about
4580      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
4581      on the jump again here.
4582
4583      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
4584      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
4585      the giv cannot derive further givs.  */
4586
4587   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4588     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
4589       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4590           || biv->insn == p)
4591         {
4592           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
4593             {
4594               /* If cant_derive is already true, there is no point in
4595                  checking all of these conditions again.  */
4596               if (giv->cant_derive)
4597                 continue;
4598
4599               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
4600                  it cannot derive anything.  */
4601               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
4602                 giv->cant_derive = 1;
4603
4604               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
4605                  they are really invariants.  Also skip those that are
4606                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
4607                  any biv update.  */
4608               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
4609                 continue;
4610
4611               /* The only way we can allow this giv to derive another
4612                  is if this is a biv increment and we can form the product
4613                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
4614                  be able to compute a compensation.  */
4615               else if (biv->insn == p)
4616                 {
4617                   tem = 0;
4618
4619                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
4620                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, giv->mode,
4621                                                       biv->add_val,
4622                                                       giv->mult_val),
4623                                              &dummy);
4624
4625                   if (tem && giv->derive_adjustment)
4626                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, giv->mode, tem,
4627                                                       giv->derive_adjustment),
4628                                              &dummy);
4629                   if (tem)
4630                     giv->derive_adjustment = tem;
4631                   else
4632                     giv->cant_derive = 1;
4633                 }
4634               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
4635                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
4636                 giv->cant_derive = 1;
4637             }
4638         }
4639 }
4640 \f
4641 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
4642    X is the source of the insn.
4643    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
4644    We accept patterns of these forms:
4645      REG = REG + INVARIANT
4646      REG = INVARIANT + REG
4647      REG = REG - CONSTANT
4648
4649    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
4650    and store the additive term into *INC_VAL.
4651
4652    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
4653    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
4654
4655    Otherwise we return 0.  */
4656
4657 static int
4658 basic_induction_var (x, dest_reg, inc_val, mult_val)
4659      register rtx x;
4660      rtx dest_reg;
4661      rtx *inc_val;
4662      rtx *mult_val;
4663 {
4664   register enum rtx_code code;
4665   rtx arg;
4666
4667   code = GET_CODE (x);
4668   switch (code)
4669     {
4670     case PLUS:
4671       if (XEXP (x, 0) == dest_reg)
4672         arg = XEXP (x, 1);
4673       else if (XEXP (x, 1) == dest_reg)
4674         arg = XEXP (x, 0);
4675       else
4676         return 0;
4677
4678       if (invariant_p (arg) != 1)
4679         return 0;
4680
4681       *inc_val = arg;
4682       *mult_val = const1_rtx;
4683       return 1;
4684
4685     case MINUS:
4686       if (XEXP (x, 0) == dest_reg
4687           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
4688         *inc_val = GEN_INT (- INTVAL (XEXP (x, 1)));
4689       else
4690         return 0;
4691
4692       *mult_val = const1_rtx;
4693       return 1;
4694
4695       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
4696          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
4697          as a biv of the outer loop,
4698          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
4699     case MEM:
4700     case REG:
4701       if (invariant_p (x) != 1)
4702         return 0;
4703     case CONST_INT:
4704     case SYMBOL_REF:
4705     case CONST:
4706       if (loops_enclosed == 1)
4707         {
4708           *inc_val = x;
4709           *mult_val = const0_rtx;
4710           return 1;
4711         }
4712       else
4713         return 0;
4714
4715     default:
4716       return 0;
4717     }
4718 }
4719 \f
4720 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
4721    function   of a basic induction variable,
4722    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
4723    The coefficients can be any loop invariant quantity.
4724    A giv need not be computed directly from the biv;
4725    it can be computed by way of other givs.  */
4726
4727 /* Determine whether X computes a giv.
4728    If it does, return a nonzero value
4729      which is the benefit from eliminating the computation of X;
4730    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
4731    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
4732      such that the value of X is biv * mult + add;  */
4733
4734 static int
4735 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val)
4736      rtx x;
4737      rtx *src_reg;
4738      rtx *add_val;
4739      rtx *mult_val;
4740 {
4741   rtx orig_x = x;
4742   int benefit = 0;
4743   char *storage;
4744
4745   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
4746   if (invariant_p (x) == 1)
4747     return 0;
4748
4749   /* See if the expression could be a giv and get its form.
4750      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
4751   storage = (char *) oballoc (0);
4752   x = simplify_giv_expr (x, &benefit);
4753   if (x == 0)
4754     {
4755       obfree (storage);
4756       return 0;
4757     }
4758
4759   switch (GET_CODE (x))
4760     {
4761     case USE:
4762     case CONST_INT:
4763       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
4764          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
4765          with.  */
4766       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
4767       *mult_val = const0_rtx;
4768       *add_val = x;
4769       break;
4770
4771     case REG:
4772       /* This is equivalent to a BIV.  */
4773       *src_reg = x;
4774       *mult_val = const1_rtx;
4775       *add_val = const0_rtx;
4776       break;
4777
4778     case PLUS:
4779       /* Either (plus (biv) (invar)) or
4780          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
4781       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
4782         {
4783           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
4784           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
4785         }
4786       else
4787         {
4788           *src_reg = XEXP (x, 0);
4789           *mult_val = const1_rtx;
4790         }
4791       *add_val = XEXP (x, 1);
4792       break;
4793
4794     case MULT:
4795       /* ADD_VAL is zero.  */
4796       *src_reg = XEXP (x, 0);
4797       *mult_val = XEXP (x, 1);
4798       *add_val = const0_rtx;
4799       break;
4800
4801     default:
4802       abort ();
4803     }
4804
4805   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
4806      unless they are CONST_INT).  */
4807   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
4808     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
4809   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
4810     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
4811
4812   benefit += rtx_cost (orig_x, SET);
4813
4814   /* Always return some benefit if this is a giv so it will be detected
4815      as such.  This allows elimination of bivs that might otherwise
4816      not be eliminated.  */
4817   return benefit == 0 ? 1 : benefit;
4818 }
4819 \f
4820 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
4821    We will canonicalize it to be of the form
4822         (plus (mult (BIV) (invar_1))
4823               (invar_2))
4824    with possible degeneracies.
4825
4826    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
4827    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
4828    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
4829    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
4830
4831    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
4832    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
4833    returns 0.
4834
4835    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
4836    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
4837
4838    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
4839
4840 static rtx
4841 simplify_giv_expr (x, benefit)
4842      rtx x;
4843      int *benefit;
4844 {
4845   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
4846   rtx arg0, arg1;
4847   rtx tem;
4848
4849   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
4850      mode, this can't be a giv.  */
4851   if (mode != VOIDmode
4852       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
4853           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
4854     return 0;
4855
4856   switch (GET_CODE (x))
4857     {
4858     case PLUS:
4859       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
4860       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
4861       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
4862         return 0;
4863
4864       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
4865       if ((GET_CODE (arg0) == USE
4866            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
4867           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
4868         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
4869
4870       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
4871       if (arg1 == const0_rtx)
4872         return arg0;
4873       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
4874         switch (GET_CODE (arg0))
4875           {
4876           case CONST_INT:
4877           case USE:
4878             /* Both invariant.  Only valid if sum is machine operand.
4879                First strip off possible USE on first operand.  */
4880             if (GET_CODE (arg0) == USE)
4881               arg0 = XEXP (arg0, 0);
4882
4883             tem = 0;
4884             if (CONSTANT_P (arg0) && GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
4885               {
4886                 tem = plus_constant (arg0, INTVAL (arg1));
4887                 if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
4888                   tem = gen_rtx (USE, mode, tem);
4889               }
4890
4891             return tem;
4892
4893           case REG:
4894           case MULT:
4895             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
4896             return gen_rtx (PLUS, mode, arg0, arg1);
4897
4898           case PLUS:
4899             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
4900             return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4901                                                XEXP (arg0, 0),
4902                                                gen_rtx (PLUS, mode,
4903                                                         XEXP (arg0, 1), arg1)),
4904                                       benefit);
4905
4906           default:
4907             abort ();
4908           }
4909
4910       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
4911          MULT to reduce cases.  */
4912       if (GET_CODE (arg0) == REG)
4913         arg0 = gen_rtx (MULT, mode, arg0, const1_rtx);
4914       if (GET_CODE (arg1) == REG)
4915         arg1 = gen_rtx (MULT, mode, arg1, const1_rtx);
4916
4917       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
4918          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
4919          Recurse to associate the second PLUS.  */
4920       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
4921         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
4922
4923       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
4924           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4925                                              gen_rtx (PLUS, mode,
4926                                                       arg0, XEXP (arg1, 0)),
4927                                              XEXP (arg1, 1)),
4928                                     benefit);
4929
4930       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
4931       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
4932         abort ();
4933
4934       if (XEXP (arg0, 0) != XEXP (arg1, 0))
4935         return 0;
4936
4937       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
4938                                          XEXP (arg0, 0),
4939                                          gen_rtx (PLUS, mode,
4940                                                   XEXP (arg0, 1),
4941                                                   XEXP (arg1, 1))),
4942                                 benefit);
4943
4944     case MINUS:
4945       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)". */
4946       return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4947                                          XEXP (x, 0),
4948                                          gen_rtx (MULT, mode,
4949                                                   XEXP (x, 1), constm1_rtx)),
4950                                 benefit);
4951
4952     case MULT:
4953       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
4954       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
4955       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
4956         return 0;
4957
4958       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
4959       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
4960           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
4961         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
4962
4963       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
4964       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
4965         return 0;
4966
4967       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
4968       if (arg1 == const0_rtx)
4969         return const0_rtx;
4970
4971       else if (arg1 == const1_rtx)
4972         return arg0;
4973
4974       switch (GET_CODE (arg0))
4975         {
4976         case REG:
4977           /* biv * invar.  Done.  */
4978           return gen_rtx (MULT, mode, arg0, arg1);
4979
4980         case CONST_INT:
4981           /* Product of two constants.  */
4982           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
4983
4984         case USE:
4985           /* invar * invar.  Not giv. */
4986           return 0;
4987
4988         case MULT:
4989           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
4990           return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
4991                                              XEXP (arg0, 0),
4992                                              gen_rtx (MULT, mode,
4993                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
4994                                     benefit);
4995
4996         case PLUS:
4997           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
4998           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4999                                              gen_rtx (MULT, mode,
5000                                                       XEXP (arg0, 0), arg1),
5001                                              gen_rtx (MULT, mode,
5002                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
5003                                     benefit);
5004
5005         default:
5006           abort ();
5007         }
5008
5009     case ASHIFT:
5010     case LSHIFT:
5011       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
5012       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
5013         return 0;
5014
5015       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5016                                          XEXP (x, 0),
5017                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
5018                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
5019                                 benefit);
5020
5021     case NEG:
5022       /* "-a" is "a * (-1)" */
5023       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
5024                                 benefit);
5025
5026     case NOT:
5027       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
5028       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MINUS, mode,
5029                                          gen_rtx (NEG, mode, XEXP (x, 0)),
5030                                          const1_rtx),
5031                                 benefit);
5032
5033     case USE:
5034       /* Already in proper form for invariant.  */
5035       return x;
5036
5037     case REG:
5038       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
5039       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5040         return 0;
5041
5042       /* Check for biv or giv.  */
5043       switch (reg_iv_type[REGNO (x)])
5044         {
5045         case BASIC_INDUCT:
5046           return x;
5047         case GENERAL_INDUCT:
5048           {
5049             struct induction *v = reg_iv_info[REGNO (x)];
5050
5051             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
5052                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
5053             *benefit += v->benefit;
5054             if (v->cant_derive)
5055               return 0;
5056
5057             tem = gen_rtx (PLUS, mode, gen_rtx (MULT, mode,
5058                                                 v->src_reg, v->mult_val),
5059                            v->add_val);
5060             if (v->derive_adjustment)
5061               tem = gen_rtx (MINUS, mode, tem, v->derive_adjustment);
5062             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
5063           }
5064         }
5065
5066       /* Fall through to general case.  */
5067     default:
5068       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
5069          Otherwise, not giv.  */
5070       if (GET_CODE (x) == USE)
5071         x = XEXP (x, 0);
5072
5073       if (invariant_p (x) == 1)
5074         {
5075           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
5076             return x;
5077           else
5078             return gen_rtx (USE, mode, x);
5079         }
5080       else
5081         return 0;
5082     }
5083 }
5084 \f
5085 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
5086    for example,
5087       giv = biv * M
5088       giv = giv + A
5089    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
5090    we check that all other insns that set the same register follow
5091    immediately after P, that they alter nothing else,
5092    and that the result of the last is still a giv.
5093
5094    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
5095    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
5096    all the consecutive insns that compute the value.
5097
5098    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
5099    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
5100
5101    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
5102    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
5103
5104 static int
5105 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
5106                  add_val, mult_val)
5107      int first_benefit;
5108      rtx p;
5109      rtx src_reg;
5110      rtx dest_reg;
5111      rtx *add_val;
5112      rtx *mult_val;
5113 {
5114   int count;
5115   enum rtx_code code;
5116   int benefit;
5117   rtx temp;
5118   rtx set;
5119
5120   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
5121      each insn of the multi-insn sequence. 
5122
5123      This induction structure will be used only by the call to
5124      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
5125      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
5126      a new induction structure.  */
5127   struct induction *v
5128     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
5129   v->src_reg = src_reg;
5130   v->mult_val = *mult_val;
5131   v->add_val = *add_val;
5132   v->benefit = first_benefit;
5133   v->cant_derive = 0;
5134   v->derive_adjustment = 0;
5135
5136   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
5137   reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
5138
5139   count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
5140
5141   while (count > 0)
5142     {
5143       p = NEXT_INSN (p);
5144       code = GET_CODE (p);
5145
5146       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
5147       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
5148         p = XEXP (temp, 0);
5149
5150       if (code == INSN
5151           && (set = single_set (p))
5152           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5153           && SET_DEST (set) == dest_reg
5154           && ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
5155                                                 add_val, mult_val))
5156               /* Giv created by equivalent expression.  */
5157               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
5158                   && (benefit = general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
5159                                                        add_val, mult_val))))
5160           && src_reg == v->src_reg)
5161         {
5162           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
5163             benefit += libcall_benefit (p);
5164
5165           count--;
5166           v->mult_val = *mult_val;
5167           v->add_val = *add_val;
5168           v->benefit = benefit;
5169         }
5170       else if (code != NOTE)
5171         {
5172           /* Allow insns that set something other than this giv to a
5173              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
5174              include long constants and should not disqualify a giv.  */
5175           if (code == INSN
5176               && (set = single_set (p))
5177               && SET_DEST (set) != dest_reg
5178               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
5179             continue;
5180
5181           reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = UNKNOWN_INDUCT;
5182           return 0;
5183         }
5184     }
5185
5186   return v->benefit;
5187 }
5188 \f
5189 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
5190    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
5191    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
5192
5193    To perform the computation, we note that
5194         G1 = a * v + b          and
5195         G2 = c * v + d
5196    where `v' is the biv.
5197
5198    So G2 = (c/a) * G1 + (d - b*c/a)  */
5199
5200 #ifdef ADDRESS_COST
5201 static rtx
5202 express_from (g1, g2)
5203      struct induction *g1, *g2;
5204 {
5205   rtx mult, add;
5206
5207   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
5208      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
5209      for notation) is also an integer.  */
5210   if (GET_CODE (g1->mult_val) != CONST_INT
5211       || GET_CODE (g2->mult_val) != CONST_INT
5212       || GET_CODE (g1->add_val) != CONST_INT
5213       || g1->mult_val == const0_rtx
5214       || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
5215     return 0;
5216
5217   mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
5218   add = plus_constant (g2->add_val, - INTVAL (g1->add_val) * INTVAL (mult));
5219
5220   /* Form simplified final result.  */
5221   if (mult == const0_rtx)
5222     return add;
5223   else if (mult == const1_rtx)
5224     mult = g1->dest_reg;
5225   else
5226     mult = gen_rtx (MULT, g2->mode, g1->dest_reg, mult);
5227
5228   if (add == const0_rtx)
5229     return mult;
5230   else
5231     return gen_rtx (PLUS, g2->mode, mult, add);
5232 }
5233 #endif
5234 \f
5235 /* Return 1 if giv G2 can be combined with G1.  This means that G2 can use
5236    (either directly or via an address expression) a register used to represent
5237    G1.  Set g2->new_reg to a represtation of G1 (normally just
5238    g1->dest_reg).  */
5239
5240 static int
5241 combine_givs_p (g1, g2)
5242      struct induction *g1, *g2;
5243 {
5244   rtx tem;
5245
5246   /* If these givs are identical, they can be combined.  */
5247   if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val)
5248       && rtx_equal_p (g1->add_val, g2->add_val))
5249     {
5250       g2->new_reg = g1->dest_reg;
5251       return 1;
5252     }
5253
5254 #ifdef ADDRESS_COST
5255   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
5256      as an address and no more expensive than using a register for G2,
5257      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
5258   if (g2->giv_type == DEST_ADDR
5259       && (tem = express_from (g1, g2)) != 0
5260       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
5261       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location))
5262     {
5263       g2->new_reg = tem;
5264       return 1;
5265     }
5266 #endif
5267
5268   return 0;
5269 }
5270 \f
5271 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
5272    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
5273    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
5274    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
5275
5276 static void
5277 combine_givs (bl)
5278      struct iv_class *bl;
5279 {
5280   struct induction *g1, *g2;
5281   int pass;
5282
5283   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
5284     for (pass = 0; pass <= 1; pass++)
5285       for (g2 = bl->giv; g2; g2 = g2->next_iv)
5286         if (g1 != g2
5287             /* First try to combine with replaceable givs, then all givs. */
5288             && (g1->replaceable || pass == 1)
5289             /* If either has already been combined or is to be ignored, can't
5290                combine.  */
5291             && ! g1->ignore && ! g2->ignore && ! g1->same && ! g2->same
5292             /* If something has been based on G2, G2 cannot itself be based
5293                on something else.  */
5294             && ! g2->combined_with
5295             && combine_givs_p (g1, g2))
5296           {
5297             /* g2->new_reg set by `combine_givs_p'  */
5298             g2->same = g1;
5299             g1->combined_with = 1;
5300             g1->benefit += g2->benefit;
5301             /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
5302                of finding replaceable giv's, and hence this code may no
5303                longer be necessary.  */
5304             if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
5305               g1->benefit -= copy_cost;
5306             g1->lifetime += g2->lifetime;
5307             g1->times_used += g2->times_used;
5308
5309             if (loop_dump_stream)
5310               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d combined with giv at %d\n",
5311                        INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
5312           }
5313 }
5314 \f
5315 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
5316
5317 void
5318 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
5319      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
5320      rtx m;          /* multiplicative constant */
5321      rtx a;          /* additive constant */
5322      rtx reg;        /* destination register */
5323      rtx insert_before;
5324 {
5325   rtx seq;
5326   rtx result;
5327
5328   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
5329   a = copy_rtx (a);
5330   b = copy_rtx (b);
5331
5332   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code. */
5333   update_reg_last_use (a, insert_before);
5334   update_reg_last_use (b, insert_before);
5335   update_reg_last_use (m, insert_before);
5336
5337   start_sequence ();
5338   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
5339   if (reg != result)
5340     emit_move_insn (reg, result);
5341   seq = gen_sequence ();
5342   end_sequence ();
5343
5344   emit_insn_before (seq, insert_before);
5345 }
5346 \f
5347 /* Test whether A * B can be computed without
5348    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
5349
5350 static int
5351 product_cheap_p (a, b)
5352      rtx a;
5353      rtx b;
5354 {
5355   int i;
5356   rtx tmp;
5357   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
5358   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
5359   int win = 1;
5360
5361   /* If only one is constant, make it B. */
5362   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5363     tmp = a, a = b, b = tmp;
5364
5365   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
5366   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5367     return 1;
5368
5369   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
5370   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
5371     return 0;
5372
5373   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
5374      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
5375      of insns is generated.  */
5376
5377   rtl_obstack = &temp_obstack;
5378   start_sequence ();
5379   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
5380   tmp = gen_sequence ();
5381   end_sequence ();
5382
5383   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
5384     {
5385       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
5386         win = 1;
5387       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
5388         win = 0;
5389       else
5390         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
5391           {
5392             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
5393
5394             if (GET_CODE (insn) != INSN
5395                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
5396                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
5397                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
5398                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
5399                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
5400               {
5401                 win = 0;
5402                 break;
5403               }
5404           }
5405     }
5406   else if (GET_CODE (tmp) == SET
5407            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
5408     win = 0;
5409   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
5410            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
5411            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
5412     win = 0;
5413
5414   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
5415      allocation to its normal obstack.  */
5416   obstack_free (&temp_obstack, storage);
5417   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
5418
5419   return win;
5420 }
5421 \f
5422 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
5423    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
5424    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
5425    to see if the optimization can be performed.
5426    Value is nonzero if optimization was performed.  */
5427
5428 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
5429    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
5430    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
5431    faster than one that increments from zero.  */
5432
5433 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
5434    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
5435    final_[bg]iv_value.  */
5436
5437 static int
5438 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start)
5439      rtx loop_end;
5440      int insn_count;
5441      rtx loop_start;
5442 {
5443   struct iv_class *bl;
5444   rtx reg;
5445   rtx jump_label;
5446   rtx final_value;
5447   rtx start_value;
5448   enum rtx_code branch_code;
5449   rtx new_add_val;
5450   rtx comparison;
5451   rtx before_comparison;
5452   rtx p;
5453
5454   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
5455      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
5456
5457   comparison = get_condition_for_loop (PREV_INSN (loop_end));
5458   if (comparison == 0)
5459     return 0;
5460
5461   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
5462      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
5463      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
5464      used between its update and the test insn.  */
5465
5466   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5467     {
5468       if (bl->biv_count == 1
5469           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
5470           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
5471                                    PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
5472         break;
5473     }
5474
5475   if (! bl)
5476     return 0;
5477
5478   /* Look for the case where the basic induction variable is always
5479      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
5480      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
5481      m68k DBRA instruction to be used.  */
5482
5483   if (((GET_CODE (comparison) == GT
5484         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
5485         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
5486        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
5487       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
5488       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
5489     {
5490       /* Initial value must be greater than 0,
5491          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
5492          the last iteration */
5493
5494       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
5495           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
5496           && (INTVAL (bl->initial_value) %
5497               (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
5498         {
5499           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
5500           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5501             = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
5502                        REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5503           bl->nonneg = 1;
5504
5505           return 1;
5506         }
5507
5508       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
5509          the loop, then we can safely optimize.  */
5510       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
5511         {
5512           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
5513             break;
5514           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
5515             continue;
5516
5517           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
5518           if (before_comparison
5519               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
5520               && GET_CODE (before_comparison) == LT
5521               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
5522               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
5523               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
5524             {
5525               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5526                 = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
5527                            REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5528               bl->nonneg = 1;
5529
5530               return 1;
5531             }
5532         }
5533     }
5534   else if (num_mem_sets <= 1)
5535     {
5536       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
5537       /* Can do this if:
5538          all registers modified are induction variables or invariant,
5539          all memory references have non-overlapping addresses
5540          (obviously true if only one write)
5541          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
5542       int num_nonfixed_reads = 0;
5543       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
5544       int no_use_except_counting = 0;
5545
5546       for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5547         if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5548           num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
5549
5550       if (bl->giv_count == 0
5551           && ! loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5552         {
5553           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
5554
5555           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
5556              fall through at the end of the the loop, then
5557              see if perhaps there are no uses except to count.  */
5558           no_use_except_counting = 1;
5559           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5560             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5561               {
5562                 rtx set = single_set (p);
5563
5564                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5565                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
5566                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
5567                   ;
5568                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
5569                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
5570                   /* Don't bother about the end test.  */
5571                   ;
5572                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
5573                   /* Any other use of the biv is no good.  */
5574                   {
5575                     no_use_except_counting = 0;
5576                     break;
5577                   }
5578               }
5579         }
5580
5581       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
5582          the memory address check by only reversing loops with
5583          zero or one memory access.
5584          Two memory accesses could involve parts of the same array,
5585          and that can't be reversed.  */
5586
5587       if (num_nonfixed_reads <= 1
5588           && !loop_has_call
5589           && !loop_has_volatile
5590           && (no_use_except_counting
5591               || (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
5592                   + num_movables + 2 == insn_count)))
5593         {
5594           rtx condition = get_condition_for_loop (PREV_INSN (loop_end));
5595           int win;
5596           rtx tem;
5597
5598           /* Loop can be reversed.  */
5599           if (loop_dump_stream)
5600             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
5601
5602           /* Now check other conditions:
5603              initial_value must be zero,
5604              final_value % add_val == 0, so that when reversed, the
5605              biv will be zero on the last iteration.
5606
5607              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
5608              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
5609              confusing.  */
5610
5611           if (comparison && bl->initial_value == const0_rtx
5612               && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
5613               /* LE gets turned into LT */
5614               && GET_CODE (comparison) == LT
5615               && (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
5616                   % INTVAL (bl->biv->add_val)) == 0)
5617             {
5618               /* Register will always be nonnegative, with value
5619                  0 on last iteration if loop reversed */
5620
5621               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
5622               reg = bl->biv->dest_reg;
5623               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
5624               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
5625
5626               final_value = XEXP (comparison, 1);
5627               start_value = GEN_INT (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
5628                                      - INTVAL (bl->biv->add_val));
5629
5630               /* Initialize biv to start_value before loop start.
5631                  The old initializing insn will be deleted as a
5632                  dead store by flow.c.  */
5633               emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value), loop_start);
5634
5635               /* Add insn to decrement register, and delete insn
5636                  that incremented the register.  */
5637               p = emit_insn_before (gen_add2_insn (reg, new_add_val),
5638                                     bl->biv->insn);
5639               delete_insn (bl->biv->insn);
5640                       
5641               /* Update biv info to reflect its new status.  */
5642               bl->biv->insn = p;
5643               bl->initial_value = start_value;
5644               bl->biv->add_val = new_add_val;
5645
5646               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
5647                  not delete the label.  */
5648               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
5649
5650               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
5651                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
5652               if ((regno_last_uid[bl->regno]
5653                    != INSN_UID (PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
5654                   || ! bl->init_insn
5655                   || regno_first_uid[bl->regno] != INSN_UID (bl->init_insn))
5656                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
5657                                  loop_end);
5658
5659               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
5660               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
5661               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
5662
5663               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
5664               start_sequence ();
5665               emit_cmp_insn (reg, const0_rtx, GE, NULL_RTX,
5666                              GET_MODE (reg), 0, 0);
5667               emit_jump_insn (gen_bge (XEXP (jump_label, 0)));
5668               tem = gen_sequence ();
5669               end_sequence ();
5670               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
5671
5672               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
5673                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN; tem = PREV_INSN (tem))
5674                 ;
5675               if (tem)
5676                 {
5677                   JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
5678
5679                   /* Increment of LABEL_NUSES done above. */
5680                   /* Register is now always nonnegative,
5681                      so add REG_NONNEG note to the branch.  */
5682                   REG_NOTES (tem) = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
5683                                              REG_NOTES (tem));
5684                 }
5685
5686               bl->nonneg = 1;
5687
5688               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
5689                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
5690                  will have to be fixed up.  */
5691
5692               bl->reversed = 1;
5693
5694               if (loop_dump_stream)
5695                 fprintf (loop_dump_stream,
5696                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
5697
5698               return 1;
5699             }
5700         }
5701     }
5702
5703   return 0;
5704 }
5705 \f
5706 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
5707    based on the insns in the loop that refer to it.
5708    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
5709
5710    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
5711
5712    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
5713    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
5714    start of the loop.  */
5715
5716 static int
5717 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
5718      struct iv_class *bl;
5719      rtx loop_start;
5720      rtx end;
5721      int eliminate_p;
5722      int threshold, insn_count;
5723 {
5724   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
5725   rtx p, set;
5726   struct induction *v;
5727
5728   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
5729      biv in a way that we cannot eliminate.  */
5730
5731   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5732     {
5733       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
5734       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
5735
5736       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
5737           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
5738           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
5739         {
5740           if (loop_dump_stream)
5741             fprintf (loop_dump_stream,
5742                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
5743                      bl->regno, INSN_UID (p));
5744           break;
5745         }
5746     }
5747
5748   if (p == end)
5749     {
5750       if (loop_dump_stream)
5751         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
5752                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
5753       return 1;
5754     }
5755
5756   return 0;
5757 }
5758 \f
5759 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
5760    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
5761
5762    If BIV does not appear in X, return 1.
5763
5764    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
5765    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
5766    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
5767    the loop.  */
5768
5769 static int
5770 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
5771      rtx x, insn;
5772      struct iv_class *bl;
5773      int eliminate_p;
5774      rtx where;
5775 {
5776   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
5777   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
5778   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
5779   struct induction *v;
5780   rtx arg, new, tem;
5781   int arg_operand;
5782   char *fmt;
5783   int i, j;
5784
5785   switch (code)
5786     {
5787     case REG:
5788       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
5789          we can't eliminate it.  */
5790       if (x == reg)
5791         return 0;
5792       return 1;
5793
5794     case SET:
5795       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
5796       if (SET_DEST (x) == reg)
5797         return 1;
5798
5799       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
5800          it will go away when the giv is reduced.  */
5801       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5802         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
5803           return 1;
5804
5805 #ifdef HAVE_cc0
5806       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
5807         {
5808           /* Can replace with any giv that was reduced and
5809              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
5810              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.  */
5811
5812           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5813             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
5814                 && v->add_val == const0_rtx
5815                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5816                 && v->mode == mode)
5817               {
5818                 if (! eliminate_p)
5819                   return 1;
5820
5821                 /* If the giv has the opposite direction of change,
5822                    then reverse the comparison.  */
5823                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
5824                   new = gen_rtx (COMPARE, GET_MODE (v->new_reg),
5825                                  const0_rtx, v->new_reg);
5826                 else
5827                   new = v->new_reg;
5828
5829                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
5830                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
5831                   return 1;
5832               }
5833
5834           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
5835              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
5836              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.  */
5837
5838           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5839             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
5840                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5841                 && v->mode == mode)
5842               {
5843                 if (! eliminate_p)
5844                   return 1;
5845
5846                 /* If the giv has the opposite direction of change,
5847                    then reverse the comparison.  */
5848                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
5849                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
5850                                  v->new_reg);
5851                 else
5852                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, v->new_reg,
5853                                  copy_rtx (v->add_val));
5854
5855                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
5856                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
5857                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
5858                   return 1;
5859
5860                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
5861                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
5862                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
5863
5864                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
5865                                   where);
5866
5867                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)),
5868                                      gen_rtx (COMPARE, VOIDmode,
5869                                               v->new_reg, tem), 0))
5870                   return 1;
5871               }
5872         }
5873 #endif
5874       break;
5875
5876     case COMPARE:
5877     case EQ:  case NE:
5878     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
5879     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
5880       /* See if either argument is the biv.  */
5881       if (XEXP (x, 0) == reg)
5882         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
5883       else if (XEXP (x, 1) == reg)
5884         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
5885       else
5886         break;
5887
5888       if (CONSTANT_P (arg))
5889         {
5890           /* First try to replace with any giv that has constant positive
5891              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
5892              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
5893
5894           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5895             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
5896                 && CONSTANT_P (v->add_val)
5897                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5898                 && v->mode == mode)
5899               {
5900                 if (! eliminate_p)
5901                   return 1;
5902
5903                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
5904                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
5905
5906                 /* If all constants are actually constant integers and
5907                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
5908                    do so.  */
5909                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
5910                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
5911                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
5912                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
5913                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
5914                                                  * INTVAL (v->mult_val)
5915                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
5916                   return 1;
5917
5918                 /* Otherwise, load it into a register.  */
5919                 tem = gen_reg_rtx (mode);
5920                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
5921                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
5922                   return 1;
5923
5924                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
5925                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
5926               }
5927           
5928           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
5929              Insert insns to calculate new compare value.  */
5930
5931           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5932             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
5933                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5934                 && v->mode == mode)
5935               {
5936                 rtx tem;
5937
5938                 if (! eliminate_p)
5939                   return 1;
5940
5941                 tem = gen_reg_rtx (mode);
5942
5943                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
5944                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
5945                                  v->new_reg, 1);
5946
5947                 /* Compute value to compare against.  */
5948                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
5949                 /* Use it in this insn.  */
5950                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
5951                 if (apply_change_group ())
5952                   return 1;
5953               }
5954         }
5955       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
5956         {
5957           if (invariant_p (arg) == 1)
5958             {
5959               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
5960                  add_val. Insert insns to compute new compare value.  */
5961
5962               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5963                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
5964                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5965                     && v->mode == mode)
5966                   {
5967                     rtx tem;
5968
5969                     if (! eliminate_p)
5970                       return 1;
5971
5972                     tem = gen_reg_rtx (mode);
5973
5974                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
5975                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
5976                                      v->new_reg, 1);
5977
5978                     /* Compute value to compare against.  */
5979                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
5980                                       tem, where);
5981                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
5982                     if (apply_change_group ())
5983                       return 1;
5984                   }
5985             }
5986
5987           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
5988              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
5989              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
5990              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
5991              but that can generate poor code.
5992
5993              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
5994              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
5995              we might have to do a topological sort of the order in which
5996              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
5997              this sort of thing now.  */
5998
5999 #if 0
6000           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
6001           if (GET_CODE (arg) != REG
6002               || reg_iv_type[REGNO (arg)] != BASIC_INDUCT)
6003             return 0;
6004
6005           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
6006              with identical coefficients.  */
6007           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6008             {
6009               struct induction *tv;
6010
6011               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
6012                 continue;
6013
6014               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
6015                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
6016                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
6017                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
6018                     && tv->mode == mode)
6019                   {
6020                     if (! eliminate_p)
6021                       return 1;
6022
6023                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
6024                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
6025                     /* Replace other operand with the other giv's
6026                        reduced reg.  */
6027                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
6028                     return 1;
6029                   }
6030             }
6031 #endif
6032         }
6033
6034       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
6035       return 0;
6036
6037     case MEM:
6038       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
6039          biv is used in it, since it will be replaced.  */
6040       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6041         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
6042           return 1;
6043       break;
6044     }
6045
6046   /* See if any subexpression fails elimination.  */
6047   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6048   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
6049     {
6050       switch (fmt[i])
6051         {
6052         case 'e':
6053           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl, 
6054                                        eliminate_p, where))
6055             return 0;
6056           break;
6057
6058         case 'E':
6059           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6060             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
6061                                          eliminate_p, where))
6062               return 0;
6063           break;
6064         }
6065     }
6066
6067   return 1;
6068 }  
6069 \f
6070 /* Return nonzero if the last use of REG
6071    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
6072
6073 static int
6074 last_use_this_basic_block (reg, insn)
6075      rtx reg;
6076      rtx insn;
6077 {
6078   rtx n;
6079   for (n = insn;
6080        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
6081        n = NEXT_INSN (n))
6082     {
6083       if (regno_last_uid[REGNO (reg)] == INSN_UID (n))
6084         return 1;
6085     }
6086   return 0;
6087 }
6088 \f
6089 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
6090    just record the location of the set and process it later.  */
6091
6092 static void
6093 record_initial (dest, set)
6094      rtx dest;
6095      rtx set;
6096 {
6097   struct iv_class *bl;
6098
6099   if (GET_CODE (dest) != REG
6100       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
6101       || reg_iv_type[REGNO (dest)] != BASIC_INDUCT)
6102     return;
6103
6104   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
6105
6106   /* If this is the first set found, record it.  */
6107   if (bl->init_insn == 0)
6108     {
6109       bl->init_insn = note_insn;
6110       bl->init_set = set;
6111     }
6112 }
6113 \f
6114 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
6115    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
6116    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
6117    use it.  */
6118
6119 static void
6120 update_reg_last_use (x, insn)
6121      rtx x;
6122      rtx insn;
6123 {
6124   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
6125      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
6126      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
6127      and hence this insn will never be the last use of x.  */
6128   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
6129       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
6130       && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (x)]] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
6131     regno_last_uid[REGNO (x)] = INSN_UID (insn);
6132   else
6133     {
6134       register int i, j;
6135       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6136       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6137         {
6138           if (fmt[i] == 'e')
6139             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
6140           else if (fmt[i] == 'E')
6141             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6142               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
6143         }
6144     }
6145 }
6146 \f
6147 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
6148    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
6149    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
6150    be returned.
6151
6152    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
6153    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
6154    of the condition is desired, it should be placed in front of that
6155    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
6156
6157    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
6158    callers.  Specifically:
6159
6160    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
6161    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
6162    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
6163    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
6164        for GE, GEU, and LEU.  */
6165
6166 rtx
6167 get_condition (jump, earliest)
6168      rtx jump;
6169      rtx *earliest;
6170 {
6171   enum rtx_code code;
6172   rtx prev = jump;
6173   rtx set;
6174   rtx tem;
6175   rtx op0, op1;
6176   int reverse_code = 0;
6177   int did_reverse_condition = 0;
6178
6179   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
6180   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
6181       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
6182     return 0;
6183
6184   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
6185   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
6186   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
6187
6188   if (earliest)
6189     *earliest = jump;
6190
6191   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
6192      the condition.  */
6193   if (XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
6194     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
6195
6196   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
6197      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
6198      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
6199      in cse.c  */
6200
6201   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == const0_rtx)
6202     {
6203       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
6204       rtx x = 0;
6205
6206 #ifdef HAVE_cc0
6207       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
6208          insn.  */
6209       if (op0 == cc0_rtx)
6210         {
6211           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6212               || GET_CODE (prev) != INSN
6213               || (set = single_set (prev)) == 0
6214               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
6215             return 0;
6216
6217           op0 = SET_SRC (set);
6218           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
6219           if (earliest)
6220             *earliest = prev;
6221         }
6222 #endif
6223
6224       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
6225       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
6226         {
6227           op1 = XEXP (op0, 1);
6228           op0 = XEXP (op0, 0);
6229           continue;
6230         }
6231       else if (GET_CODE (op0) != REG)
6232         break;
6233
6234       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
6235          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
6236          we don't want to bother dealing with it.  */
6237
6238       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6239           || GET_CODE (prev) != INSN
6240           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
6241           || (set = single_set (prev)) == 0)
6242         break;
6243
6244       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
6245          relevant.  */
6246       if (SET_DEST (set) == op0)
6247         {
6248           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
6249
6250           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
6251                || (((code == NE
6252                      || (code == LT
6253                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
6254                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
6255                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6256                          && (STORE_FLAG_VALUE
6257                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
6258                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
6259 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
6260                      || (code == LT
6261                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
6262                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
6263 #endif
6264                      ))
6265                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')))
6266             x = SET_SRC (set);
6267           else if (((code == EQ
6268                      || (code == GE
6269                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
6270                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6271                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
6272                          && (STORE_FLAG_VALUE
6273                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
6274                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
6275 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
6276                      || (code == GE
6277                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
6278                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
6279 #endif
6280                      ))
6281                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')
6282             {
6283               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
6284                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
6285                  have had to reverse the condition.  */
6286               did_reverse_condition ^= 1;
6287               reverse_code = 1;
6288               x = SET_SRC (set);
6289             }
6290         }
6291
6292       else if (reg_set_p (op0, prev))
6293         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
6294         break;
6295
6296       if (x)
6297         {
6298           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
6299             code = GET_CODE (x);
6300           if (reverse_code)
6301             {
6302               code = reverse_condition (code);
6303               did_reverse_condition ^= 1;
6304               reverse_code = 0;
6305             }
6306
6307           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
6308           if (earliest)
6309             *earliest = prev;
6310         }
6311     }
6312
6313   /* If constant is first, put it last.  */
6314   if (CONSTANT_P (op0))
6315     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
6316
6317   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
6318      was really being compared, so fail.  */
6319   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
6320     return 0;
6321
6322   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality.  */
6323   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT)
6324     {
6325       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
6326       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
6327
6328       switch (code)
6329       {
6330       case LE:
6331         code = LT;
6332         op1 = GEN_INT (const_val + 1);
6333         break;
6334
6335       case GE:
6336         code = GT;
6337         op1 = GEN_INT (const_val - 1);
6338         break;
6339
6340       case LEU:
6341         code = LTU;
6342         op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
6343         break;
6344
6345       case GEU:
6346         code = GTU;
6347         op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
6348         break;
6349       }
6350     }
6351
6352   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
6353      EQ or NE, return zero.  */
6354   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
6355       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
6356       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
6357     return 0;
6358
6359 #ifdef HAVE_cc0
6360   /* Never return CC0; return zero instead.  */
6361   if (op0 == cc0_rtx)
6362     return 0;
6363 #endif
6364
6365   return gen_rtx (code, VOIDmode, op0, op1);
6366 }
6367
6368 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
6369    unless both operands are invariants.  */
6370
6371 rtx
6372 get_condition_for_loop (x)
6373      rtx x;
6374 {
6375   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
6376
6377   if (comparison == 0
6378       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
6379       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
6380     return comparison;
6381
6382   return gen_rtx (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
6383                   XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
6384 }