OSDN Git Service

ae06307bca9c8becbe4be107893ec14acef759aa
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995,
3    1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005
4    Free Software Foundation, Inc.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
21 02110-1301, USA.  */
22
23 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
24    It finds invariant computations within loops and moves them
25    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
26    general induction variables.
27
28    Basic induction variables (BIVs) are a pseudo registers which are set within
29    a loop only by incrementing or decrementing its value.  General induction
30    variables (GIVs) are pseudo registers with a value which is a linear function
31    of a basic induction variable.  BIVs are recognized by `basic_induction_var';
32    GIVs by `general_induction_var'.
33
34    Once induction variables are identified, strength reduction is applied to the
35    general induction variables, and induction variable elimination is applied to
36    the basic induction variables.
37
38    It also finds cases where
39    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
40    and changes these to zero the entire register once before the loop
41    and merely copy the low part within the loop.
42
43    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
44    while to do these things.  */
45
46 #include "config.h"
47 #include "system.h"
48 #include "coretypes.h"
49 #include "tm.h"
50 #include "rtl.h"
51 #include "tm_p.h"
52 #include "function.h"
53 #include "expr.h"
54 #include "hard-reg-set.h"
55 #include "basic-block.h"
56 #include "insn-config.h"
57 #include "regs.h"
58 #include "recog.h"
59 #include "flags.h"
60 #include "real.h"
61 #include "cselib.h"
62 #include "except.h"
63 #include "toplev.h"
64 #include "predict.h"
65 #include "insn-flags.h"
66 #include "optabs.h"
67 #include "cfgloop.h"
68 #include "ggc.h"
69 #include "timevar.h"
70 #include "tree-pass.h"
71
72 /* Get the loop info pointer of a loop.  */
73 #define LOOP_INFO(LOOP) ((struct loop_info *) (LOOP)->aux)
74
75 /* Get a pointer to the loop movables structure.  */
76 #define LOOP_MOVABLES(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->movables)
77
78 /* Get a pointer to the loop registers structure.  */
79 #define LOOP_REGS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->regs)
80
81 /* Get a pointer to the loop induction variables structure.  */
82 #define LOOP_IVS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->ivs)
83
84 /* Get the luid of an insn.  Catch the error of trying to reference the LUID
85    of an insn added during loop, since these don't have LUIDs.  */
86
87 #define INSN_LUID(INSN)                 \
88   (gcc_assert (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop), uid_luid[INSN_UID (INSN)])
89
90 #define REGNO_FIRST_LUID(REGNO)                 \
91   (REGNO_FIRST_UID (REGNO) < max_uid_for_loop   \
92         ? uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO)]     \
93         : 0)
94 #define REGNO_LAST_LUID(REGNO)                  \
95   (REGNO_LAST_UID (REGNO) < max_uid_for_loop    \
96         ? uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO)]      \
97         : INT_MAX)
98
99 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
100    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
101 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
102    value is a linear function of a biv.  */
103
104 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
105    Givs by `general_induction_var'.  */
106
107 /* An enum for the two different types of givs, those that are used
108    as memory addresses and those that are calculated into registers.  */
109 enum g_types
110 {
111   DEST_ADDR,
112   DEST_REG
113 };
114
115
116 /* A `struct induction' is created for every instruction that sets
117    an induction variable (either a biv or a giv).  */
118
119 struct induction
120 {
121   rtx insn;                     /* The insn that sets a biv or giv */
122   rtx new_reg;                  /* New register, containing strength reduced
123                                    version of this giv.  */
124   rtx src_reg;                  /* Biv from which this giv is computed.
125                                    (If this is a biv, then this is the biv.) */
126   enum g_types giv_type;        /* Indicate whether DEST_ADDR or DEST_REG */
127   rtx dest_reg;                 /* Destination register for insn: this is the
128                                    register which was the biv or giv.
129                                    For a biv, this equals src_reg.
130                                    For a DEST_ADDR type giv, this is 0.  */
131   rtx *location;                /* Place in the insn where this giv occurs.
132                                    If GIV_TYPE is DEST_REG, this is 0.  */
133                                 /* For a biv, this is the place where add_val
134                                    was found.  */
135   enum machine_mode mode;       /* The mode of this biv or giv */
136   rtx mem;                      /* For DEST_ADDR, the memory object.  */
137   rtx mult_val;                 /* Multiplicative factor for src_reg.  */
138   rtx add_val;                  /* Additive constant for that product.  */
139   int benefit;                  /* Gain from eliminating this insn.  */
140   rtx final_value;              /* If the giv is used outside the loop, and its
141                                    final value could be calculated, it is put
142                                    here, and the giv is made replaceable.  Set
143                                    the giv to this value before the loop.  */
144   unsigned combined_with;       /* The number of givs this giv has been
145                                    combined with.  If nonzero, this giv
146                                    cannot combine with any other giv.  */
147   unsigned replaceable : 1;     /* 1 if we can substitute the strength-reduced
148                                    variable for the original variable.
149                                    0 means they must be kept separate and the
150                                    new one must be copied into the old pseudo
151                                    reg each time the old one is set.  */
152   unsigned not_replaceable : 1; /* Used to prevent duplicating work.  This is
153                                    1 if we know that the giv definitely can
154                                    not be made replaceable, in which case we
155                                    don't bother checking the variable again
156                                    even if further info is available.
157                                    Both this and the above can be zero.  */
158   unsigned ignore : 1;          /* 1 prohibits further processing of giv */
159   unsigned always_computable : 1;/* 1 if this value is computable every
160                                     iteration.  */
161   unsigned always_executed : 1; /* 1 if this set occurs each iteration.  */
162   unsigned maybe_multiple : 1;  /* Only used for a biv and  1 if this biv
163                                    update may be done multiple times per
164                                    iteration.  */
165   unsigned cant_derive : 1;     /* For giv's, 1 if this giv cannot derive
166                                    another giv.  This occurs in many cases
167                                    where a giv's lifetime spans an update to
168                                    a biv.  */
169   unsigned maybe_dead : 1;      /* 1 if this giv might be dead.  In that case,
170                                    we won't use it to eliminate a biv, it
171                                    would probably lose.  */
172   unsigned auto_inc_opt : 1;    /* 1 if this giv had its increment output next
173                                    to it to try to form an auto-inc address.  */
174   unsigned shared : 1;
175   unsigned no_const_addval : 1; /* 1 if add_val does not contain a const.  */
176   int lifetime;                 /* Length of life of this giv */
177   rtx derive_adjustment;        /* If nonzero, is an adjustment to be
178                                    subtracted from add_val when this giv
179                                    derives another.  This occurs when the
180                                    giv spans a biv update by incrementation.  */
181   rtx ext_dependent;            /* If nonzero, is a sign or zero extension
182                                    if a biv on which this giv is dependent.  */
183   struct induction *next_iv;    /* For givs, links together all givs that are
184                                    based on the same biv.  For bivs, links
185                                    together all biv entries that refer to the
186                                    same biv register.  */
187   struct induction *same;       /* For givs, if the giv has been combined with
188                                    another giv, this points to the base giv.
189                                    The base giv will have COMBINED_WITH nonzero.
190                                    For bivs, if the biv has the same LOCATION
191                                    than another biv, this points to the base
192                                    biv.  */
193   struct induction *same_insn;  /* If there are multiple identical givs in
194                                    the same insn, then all but one have this
195                                    field set, and they all point to the giv
196                                    that doesn't have this field set.  */
197   rtx last_use;                 /* For a giv made from a biv increment, this is
198                                    a substitute for the lifetime information.  */
199 };
200
201
202 /* A `struct iv_class' is created for each biv.  */
203
204 struct iv_class
205 {
206   unsigned int regno;           /* Pseudo reg which is the biv.  */
207   int biv_count;                /* Number of insns setting this reg.  */
208   struct induction *biv;        /* List of all insns that set this reg.  */
209   int giv_count;                /* Number of DEST_REG givs computed from this
210                                    biv.  The resulting count is only used in
211                                    check_dbra_loop.  */
212   struct induction *giv;        /* List of all insns that compute a giv
213                                    from this reg.  */
214   int total_benefit;            /* Sum of BENEFITs of all those givs.  */
215   rtx initial_value;            /* Value of reg at loop start.  */
216   rtx initial_test;             /* Test performed on BIV before loop.  */
217   rtx final_value;              /* Value of reg at loop end, if known.  */
218   struct iv_class *next;        /* Links all class structures together.  */
219   rtx init_insn;                /* insn which initializes biv, 0 if none.  */
220   rtx init_set;                 /* SET of INIT_INSN, if any.  */
221   unsigned incremented : 1;     /* 1 if somewhere incremented/decremented */
222   unsigned eliminable : 1;      /* 1 if plausible candidate for
223                                    elimination.  */
224   unsigned nonneg : 1;          /* 1 if we added a REG_NONNEG note for
225                                    this.  */
226   unsigned reversed : 1;        /* 1 if we reversed the loop that this
227                                    biv controls.  */
228   unsigned all_reduced : 1;     /* 1 if all givs using this biv have
229                                    been reduced.  */
230 };
231
232
233 /* Definitions used by the basic induction variable discovery code.  */
234 enum iv_mode
235 {
236   UNKNOWN_INDUCT,
237   BASIC_INDUCT,
238   NOT_BASIC_INDUCT,
239   GENERAL_INDUCT
240 };
241
242
243 /* A `struct iv' is created for every register.  */
244
245 struct iv
246 {
247   enum iv_mode type;
248   union
249   {
250     struct iv_class *class;
251     struct induction *info;
252   } iv;
253 };
254
255
256 #define REG_IV_TYPE(ivs, n) ivs->regs[n].type
257 #define REG_IV_INFO(ivs, n) ivs->regs[n].iv.info
258 #define REG_IV_CLASS(ivs, n) ivs->regs[n].iv.class
259
260
261 struct loop_ivs
262 {
263   /* Indexed by register number, contains pointer to `struct
264      iv' if register is an induction variable.  */
265   struct iv *regs;
266
267   /* Size of regs array.  */
268   unsigned int n_regs;
269
270   /* The head of a list which links together (via the next field)
271      every iv class for the current loop.  */
272   struct iv_class *list;
273 };
274
275
276 typedef struct loop_mem_info
277 {
278   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
279   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
280   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
281 } loop_mem_info;
282
283
284
285 struct loop_reg
286 {
287   /* Number of times the reg is set during the loop being scanned.
288      During code motion, a negative value indicates a reg that has
289      been made a candidate; in particular -2 means that it is an
290      candidate that we know is equal to a constant and -1 means that
291      it is a candidate not known equal to a constant.  After code
292      motion, regs moved have 0 (which is accurate now) while the
293      failed candidates have the original number of times set.
294
295      Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
296      < 0 a conditionally invariant one.  */
297   int set_in_loop;
298
299   /* Original value of set_in_loop; same except that this value
300      is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
301      and not set to 0 for a reg that is moved.  */
302   int n_times_set;
303
304   /* Contains the insn in which a register was used if it was used
305      exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
306   rtx single_usage;
307
308   /* Nonzero indicates that the register cannot be moved or strength
309      reduced.  */
310   char may_not_optimize;
311
312   /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
313      This reduces the desire to move it out of another.  */
314   char moved_once;
315 };
316
317
318 struct loop_regs
319 {
320   int num;                      /* Number of regs used in table.  */
321   int size;                     /* Size of table.  */
322   struct loop_reg *array;       /* Register usage info. array.  */
323   int multiple_uses;            /* Nonzero if a reg has multiple uses.  */
324 };
325
326
327
328 struct loop_movables
329 {
330   /* Head of movable chain.  */
331   struct movable *head;
332   /* Last movable in chain.  */
333   struct movable *last;
334 };
335
336
337 /* Information pertaining to a loop.  */
338
339 struct loop_info
340 {
341   /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
342   int has_call;
343   /* Nonzero if there is a libcall in the current loop.  */
344   int has_libcall;
345   /* Nonzero if there is a non constant call in the current loop.  */
346   int has_nonconst_call;
347   /* Nonzero if there is a prefetch instruction in the current loop.  */
348   int has_prefetch;
349   /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
350      loop.  */
351   int has_volatile;
352   /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
353   int has_tablejump;
354   /* Nonzero if there are ways to leave the loop other than falling
355      off the end.  */
356   int has_multiple_exit_targets;
357   /* Nonzero if there is an indirect jump in the current function.  */
358   int has_indirect_jump;
359   /* Register or constant initial loop value.  */
360   rtx initial_value;
361   /* Register or constant value used for comparison test.  */
362   rtx comparison_value;
363   /* Register or constant approximate final value.  */
364   rtx final_value;
365   /* Register or constant initial loop value with term common to
366      final_value removed.  */
367   rtx initial_equiv_value;
368   /* Register or constant final loop value with term common to
369      initial_value removed.  */
370   rtx final_equiv_value;
371   /* Register corresponding to iteration variable.  */
372   rtx iteration_var;
373   /* Constant loop increment.  */
374   rtx increment;
375   enum rtx_code comparison_code;
376   /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number
377      could not be calculated.  Must be unsigned since the number of
378      iterations can be as high as 2^wordsize - 1.  For loops with a
379      wider iterator, this number will be zero if the number of loop
380      iterations is too large for an unsigned integer to hold.  */
381   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
382   int used_count_register;
383   /* The loop iterator induction variable.  */
384   struct iv_class *iv;
385   /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
386   rtx store_mems;
387   /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
388      cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
389      themselves.  In other words, if mems[i] is altered during
390      the loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to
391      it.  */
392   loop_mem_info *mems;
393   /* The index of the next available slot in MEMS.  */
394   int mems_idx;
395   /* The number of elements allocated in MEMS.  */
396   int mems_allocated;
397   /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current
398      loop.  This happens if the loop contains a call (in which case
399      `has_call' will also be set) or if we store into more than
400      NUM_STORES MEMs.  */
401   int unknown_address_altered;
402   /* The above doesn't count any readonly memory locations that are
403      stored.  This does.  */
404   int unknown_constant_address_altered;
405   /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
406   int num_mem_sets;
407   /* The insn where the first of these was found.  */
408   rtx first_loop_store_insn;
409   /* The chain of movable insns in loop.  */
410   struct loop_movables movables;
411   /* The registers used the in loop.  */
412   struct loop_regs regs;
413   /* The induction variable information in loop.  */
414   struct loop_ivs ivs;
415   /* Nonzero if call is in pre_header extended basic block.  */
416   int pre_header_has_call;
417 };
418
419 /* Not really meaningful values, but at least something.  */
420 #ifndef SIMULTANEOUS_PREFETCHES
421 #define SIMULTANEOUS_PREFETCHES 3
422 #endif
423 #ifndef PREFETCH_BLOCK
424 #define PREFETCH_BLOCK 32
425 #endif
426 #ifndef HAVE_prefetch
427 #define HAVE_prefetch 0
428 #define CODE_FOR_prefetch 0
429 #define gen_prefetch(a,b,c) (gcc_unreachable (), NULL_RTX)
430 #endif
431
432 /* Give up the prefetch optimizations once we exceed a given threshold.
433    It is unlikely that we would be able to optimize something in a loop
434    with so many detected prefetches.  */
435 #define MAX_PREFETCHES 100
436 /* The number of prefetch blocks that are beneficial to fetch at once before
437    a loop with a known (and low) iteration count.  */
438 #define PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX  6
439 /* For very tiny loops it is not worthwhile to prefetch even before the loop,
440    since it is likely that the data are already in the cache.  */
441 #define PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MIN  2
442
443 /* Parameterize some prefetch heuristics so they can be turned on and off
444    easily for performance testing on new architectures.  These can be
445    defined in target-dependent files.  */
446
447 /* Prefetch is worthwhile only when loads/stores are dense.  */
448 #ifndef PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM
449 #define PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM 1
450 #endif
451
452 /* Define what we mean by "dense" loads and stores; This value divided by 256
453    is the minimum percentage of memory references that worth prefetching.  */
454 #ifndef PREFETCH_DENSE_MEM
455 #define PREFETCH_DENSE_MEM 220
456 #endif
457
458 /* Do not prefetch for a loop whose iteration count is known to be low.  */
459 #ifndef PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT
460 #define PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT 1
461 #endif
462
463 /* Define what we mean by a "low" iteration count.  */
464 #ifndef PREFETCH_LOW_LOOPCNT
465 #define PREFETCH_LOW_LOOPCNT 32
466 #endif
467
468 /* Do not prefetch for a loop that contains a function call; such a loop is
469    probably not an internal loop.  */
470 #ifndef PREFETCH_NO_CALL
471 #define PREFETCH_NO_CALL 1
472 #endif
473
474 /* Do not prefetch accesses with an extreme stride.  */
475 #ifndef PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE
476 #define PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE 1
477 #endif
478
479 /* Define what we mean by an "extreme" stride.  */
480 #ifndef PREFETCH_EXTREME_STRIDE
481 #define PREFETCH_EXTREME_STRIDE 4096
482 #endif
483
484 /* Define a limit to how far apart indices can be and still be merged
485    into a single prefetch.  */
486 #ifndef PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE
487 #define PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE 4096
488 #endif
489
490 /* Issue prefetch instructions before the loop to fetch data to be used
491    in the first few loop iterations.  */
492 #ifndef PREFETCH_BEFORE_LOOP
493 #define PREFETCH_BEFORE_LOOP 1
494 #endif
495
496 /* Do not handle reversed order prefetches (negative stride).  */
497 #ifndef PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER
498 #define PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER 1
499 #endif
500
501 /* Prefetch even if the GIV is in conditional code.  */
502 #ifndef PREFETCH_CONDITIONAL
503 #define PREFETCH_CONDITIONAL 1
504 #endif
505
506 #define LOOP_REG_LIFETIME(LOOP, REGNO) \
507 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) - REGNO_FIRST_LUID (REGNO)))
508
509 #define LOOP_REG_GLOBAL_P(LOOP, REGNO) \
510 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) > INSN_LUID ((LOOP)->end) \
511  || REGNO_FIRST_LUID (REGNO) < INSN_LUID ((LOOP)->start)))
512
513 #define LOOP_REGNO_NREGS(REGNO, SET_DEST) \
514 ((REGNO) < FIRST_PSEUDO_REGISTER \
515  ? (int) hard_regno_nregs[(REGNO)][GET_MODE (SET_DEST)] : 1)
516
517
518 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
519    The luids are like uids but increase monotonically always.
520    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
521
522 static int *uid_luid;
523
524 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
525    number the insn is contained in.  */
526
527 static struct loop **uid_loop;
528
529 /* 1 + largest uid of any insn.  */
530
531 static int max_uid_for_loop;
532
533 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
534    next few tables.  */
535
536 static int max_loop_num;
537
538 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
539    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
540 static unsigned int max_reg_before_loop;
541
542 /* The value to pass to the next call of reg_scan_update.  */
543 static int loop_max_reg;
544 \f
545 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
546    is made to record all the movable insns found.
547    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
548
549 struct movable
550 {
551   rtx insn;                     /* A movable insn */
552   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
553   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
554   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
555                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
556   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
557                                    that must be moved with this one.  */
558   unsigned int regno;           /* The register it sets */
559   short lifetime;               /* lifetime of that register;
560                                    may be adjusted when matching movables
561                                    that load the same value are found.  */
562   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
563                                    including other movables that force this
564                                    or match this one.  */
565   ENUM_BITFIELD(machine_mode) savemode : 8;   /* Nonzero means it is a mode for
566                                    a low part that we should avoid changing when
567                                    clearing the rest of the reg.  */
568   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
569   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
570   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
571                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
572                    that the reg is live outside the range from where it is set
573                    to the following label.  */
574   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
575
576   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
577                                    In particular, moving it does not make it
578                                    invariant.  */
579   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
580                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
581   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
582                                     first insn of a consecutive sets group.  */
583   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
584   unsigned int insert_temp : 1;  /* 1 means we copy to a new pseudo and replace
585                                     the original insn with a copy from that
586                                     pseudo, rather than deleting it.  */
587   struct movable *match;        /* First entry for same value */
588   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
589   struct movable *next;
590 };
591
592
593 static FILE *loop_dump_stream;
594
595 /* Forward declarations.  */
596
597 static void invalidate_loops_containing_label (rtx);
598 static void find_and_verify_loops (rtx, struct loops *);
599 static void mark_loop_jump (rtx, struct loop *);
600 static void prescan_loop (struct loop *);
601 static int reg_in_basic_block_p (rtx, rtx);
602 static int consec_sets_invariant_p (const struct loop *, rtx, int, rtx);
603 static int labels_in_range_p (rtx, int);
604 static void count_one_set (struct loop_regs *, rtx, rtx, rtx *);
605 static void note_addr_stored (rtx, rtx, void *);
606 static void note_set_pseudo_multiple_uses (rtx, rtx, void *);
607 static int loop_reg_used_before_p (const struct loop *, rtx, rtx);
608 static rtx find_regs_nested (rtx, rtx);
609 static void scan_loop (struct loop*, int);
610 #if 0
611 static void replace_call_address (rtx, rtx, rtx);
612 #endif
613 static rtx skip_consec_insns (rtx, int);
614 static int libcall_benefit (rtx);
615 static rtx libcall_other_reg (rtx, rtx);
616 static void record_excess_regs (rtx, rtx, rtx *);
617 static void ignore_some_movables (struct loop_movables *);
618 static void force_movables (struct loop_movables *);
619 static void combine_movables (struct loop_movables *, struct loop_regs *);
620 static int num_unmoved_movables (const struct loop *);
621 static int regs_match_p (rtx, rtx, struct loop_movables *);
622 static int rtx_equal_for_loop_p (rtx, rtx, struct loop_movables *,
623                                  struct loop_regs *);
624 static void add_label_notes (rtx, rtx);
625 static void move_movables (struct loop *loop, struct loop_movables *, int,
626                            int);
627 static void loop_movables_add (struct loop_movables *, struct movable *);
628 static void loop_movables_free (struct loop_movables *);
629 static int count_nonfixed_reads (const struct loop *, rtx);
630 static void loop_bivs_find (struct loop *);
631 static void loop_bivs_init_find (struct loop *);
632 static void loop_bivs_check (struct loop *);
633 static void loop_givs_find (struct loop *);
634 static void loop_givs_check (struct loop *);
635 static int loop_biv_eliminable_p (struct loop *, struct iv_class *, int, int);
636 static int loop_giv_reduce_benefit (struct loop *, struct iv_class *,
637                                     struct induction *, rtx);
638 static void loop_givs_dead_check (struct loop *, struct iv_class *);
639 static void loop_givs_reduce (struct loop *, struct iv_class *);
640 static void loop_givs_rescan (struct loop *, struct iv_class *, rtx *);
641 static void loop_ivs_free (struct loop *);
642 static void strength_reduce (struct loop *, int);
643 static void find_single_use_in_loop (struct loop_regs *, rtx, rtx);
644 static int valid_initial_value_p (rtx, rtx, int, rtx);
645 static void find_mem_givs (const struct loop *, rtx, rtx, int, int);
646 static void record_biv (struct loop *, struct induction *, rtx, rtx, rtx,
647                         rtx, rtx *, int, int);
648 static void check_final_value (const struct loop *, struct induction *);
649 static void loop_ivs_dump (const struct loop *, FILE *, int);
650 static void loop_iv_class_dump (const struct iv_class *, FILE *, int);
651 static void loop_biv_dump (const struct induction *, FILE *, int);
652 static void loop_giv_dump (const struct induction *, FILE *, int);
653 static void record_giv (const struct loop *, struct induction *, rtx, rtx,
654                         rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, int,
655                         rtx *);
656 static void update_giv_derive (const struct loop *, rtx);
657 static HOST_WIDE_INT get_monotonic_increment (struct iv_class *);
658 static bool biased_biv_fits_mode_p (const struct loop *, struct iv_class *,
659                                     HOST_WIDE_INT, enum machine_mode,
660                                     unsigned HOST_WIDE_INT);
661 static bool biv_fits_mode_p (const struct loop *, struct iv_class *,
662                              HOST_WIDE_INT, enum machine_mode, bool);
663 static bool extension_within_bounds_p (const struct loop *, struct iv_class *,
664                                        HOST_WIDE_INT, rtx);
665 static void check_ext_dependent_givs (const struct loop *, struct iv_class *);
666 static int basic_induction_var (const struct loop *, rtx, enum machine_mode,
667                                 rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **);
668 static rtx simplify_giv_expr (const struct loop *, rtx, rtx *, int *);
669 static int general_induction_var (const struct loop *loop, rtx, rtx *, rtx *,
670                                   rtx *, rtx *, int, int *, enum machine_mode);
671 static int consec_sets_giv (const struct loop *, int, rtx, rtx, rtx, rtx *,
672                             rtx *, rtx *, rtx *);
673 static int check_dbra_loop (struct loop *, int);
674 static rtx express_from_1 (rtx, rtx, rtx);
675 static rtx combine_givs_p (struct induction *, struct induction *);
676 static int cmp_combine_givs_stats (const void *, const void *);
677 static void combine_givs (struct loop_regs *, struct iv_class *);
678 static int product_cheap_p (rtx, rtx);
679 static int maybe_eliminate_biv (const struct loop *, struct iv_class *, int,
680                                 int, int);
681 static int maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *, rtx, rtx,
682                                   struct iv_class *, int, basic_block, rtx);
683 static int last_use_this_basic_block (rtx, rtx);
684 static void record_initial (rtx, rtx, void *);
685 static void update_reg_last_use (rtx, rtx);
686 static rtx next_insn_in_loop (const struct loop *, rtx);
687 static void loop_regs_scan (const struct loop *, int);
688 static int count_insns_in_loop (const struct loop *);
689 static int find_mem_in_note_1 (rtx *, void *);
690 static rtx find_mem_in_note (rtx);
691 static void load_mems (const struct loop *);
692 static int insert_loop_mem (rtx *, void *);
693 static int replace_loop_mem (rtx *, void *);
694 static void replace_loop_mems (rtx, rtx, rtx, int);
695 static int replace_loop_reg (rtx *, void *);
696 static void replace_loop_regs (rtx insn, rtx, rtx);
697 static void note_reg_stored (rtx, rtx, void *);
698 static void try_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
699 static void try_swap_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
700 static rtx check_insn_for_givs (struct loop *, rtx, int, int);
701 static rtx check_insn_for_bivs (struct loop *, rtx, int, int);
702 static rtx gen_add_mult (rtx, rtx, rtx, rtx);
703 static void loop_regs_update (const struct loop *, rtx);
704 static int iv_add_mult_cost (rtx, rtx, rtx, rtx);
705 static int loop_invariant_p (const struct loop *, rtx);
706 static rtx loop_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
707 static void loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *, rtx, rtx, rtx,
708                                           rtx, basic_block, rtx);
709 static rtx loop_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
710                                   rtx, rtx);
711 static int loop_insn_first_p (rtx, rtx);
712 static rtx get_condition_for_loop (const struct loop *, rtx);
713 static void loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
714 static void loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
715 static rtx extend_value_for_giv (struct induction *, rtx);
716 static rtx loop_insn_sink (const struct loop *, rtx);
717
718 static rtx loop_insn_emit_after (const struct loop *, basic_block, rtx, rtx);
719 static rtx loop_call_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
720                                        rtx, rtx);
721 static rtx loop_call_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
722 static rtx loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *, rtx);
723
724 static void loop_dump_aux (const struct loop *, FILE *, int);
725 static void loop_delete_insns (rtx, rtx);
726 static HOST_WIDE_INT remove_constant_addition (rtx *);
727 static rtx gen_load_of_final_value (rtx, rtx);
728 void debug_ivs (const struct loop *);
729 void debug_iv_class (const struct iv_class *);
730 void debug_biv (const struct induction *);
731 void debug_giv (const struct induction *);
732 void debug_loop (const struct loop *);
733 void debug_loops (const struct loops *);
734
735 typedef struct loop_replace_args
736 {
737   rtx match;
738   rtx replacement;
739   rtx insn;
740 } loop_replace_args;
741
742 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
743 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
744   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
745    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
746    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
747
748 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
749 static int indirect_jump_in_function;
750 static int indirect_jump_in_function_p (rtx);
751
752 static int compute_luids (rtx, rtx, int);
753
754 static int biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *,
755                                              struct induction *, rtx);
756 \f
757 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
758    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
759 static int copy_cost;
760
761 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
762 static int reg_address_cost;
763
764 void
765 init_loop (void)
766 {
767   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
768
769   reg_address_cost = address_cost (reg, SImode);
770
771   copy_cost = COSTS_N_INSNS (1);
772 }
773 \f
774 /* Compute the mapping from uids to luids.
775    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
776    except that luids increase monotonically through the code.
777    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
778    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
779 static int
780 compute_luids (rtx start, rtx end, int prev_luid)
781 {
782   int i;
783   rtx insn;
784
785   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
786     {
787       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
788         continue;
789       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
790          luids between two insns is not affected by -g.  */
791       if (!NOTE_P (insn)
792           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
793         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
794       else
795         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
796         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
797     }
798   return i + 1;
799 }
800 \f
801 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
802    on the current function.  F is the first insn of the function
803    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
804    (or 0 if none should be output).  */
805
806 void
807 loop_optimize (rtx f, FILE *dumpfile, int flags)
808 {
809   rtx insn;
810   int i;
811   struct loops loops_data;
812   struct loops *loops = &loops_data;
813   struct loop_info *loops_info;
814
815   loop_dump_stream = dumpfile;
816
817   init_recog_no_volatile ();
818
819   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
820   loop_max_reg = max_reg_before_loop;
821
822   regs_may_share = 0;
823
824   /* Count the number of loops.  */
825
826   max_loop_num = 0;
827   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
828     {
829       if (NOTE_P (insn)
830           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
831         max_loop_num++;
832     }
833
834   /* Don't waste time if no loops.  */
835   if (max_loop_num == 0)
836     return;
837
838   loops->num = max_loop_num;
839
840   /* Get size to use for tables indexed by uids.
841      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
842   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
843
844   uid_luid = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (int));
845   uid_loop = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (struct loop *));
846
847   /* Allocate storage for array of loops.  */
848   loops->array = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop));
849
850   /* Find and process each loop.
851      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
852   find_and_verify_loops (f, loops);
853
854   /* Allocate and initialize auxiliary loop information.  */
855   loops_info = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop_info));
856   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
857     loops->array[i].aux = loops_info + i;
858
859   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
860      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
861      function.  */
862   reg_scan (f, max_reg_before_loop);
863
864   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
865      will have entries in the register tables.
866
867      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
868      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
869   init_alias_analysis ();
870
871   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
872      one more that the maximum uid of all insn.  */
873   gcc_assert (get_max_uid () <= max_uid_for_loop);
874   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
875   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
876
877   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it
878      might have rearranged code afterwards, so we need to recompute
879      the luids now.  */
880   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
881
882   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
883      deleted.  It is possible that the first or last insn
884      using some register has been deleted by cross-jumping.
885      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
886      points to the general area where that insn used to be.  */
887   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
888     {
889       uid_luid[0] = uid_luid[i];
890       if (uid_luid[0] != 0)
891         break;
892     }
893   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
894     if (uid_luid[i] == 0)
895       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
896
897   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
898      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
899   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
900
901   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
902      before outer ones.  */
903   for (i = max_loop_num - 1; i >= 0; i--)
904     {
905       struct loop *loop = &loops->array[i];
906
907       if (! loop->invalid && loop->end)
908         {
909           scan_loop (loop, flags);
910           ggc_collect ();
911         }
912     }
913
914   end_alias_analysis ();
915
916   /* Clean up.  */
917   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
918     free (loops_info[i].mems);
919   
920   free (uid_luid);
921   free (uid_loop);
922   free (loops_info);
923   free (loops->array);
924 }
925 \f
926 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
927    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
928    respectively.  LOOP->TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
929    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
930    bottom.  */
931
932 static rtx
933 next_insn_in_loop (const struct loop *loop, rtx insn)
934 {
935   insn = NEXT_INSN (insn);
936
937   if (insn == loop->end)
938     {
939       if (loop->top)
940         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
941         insn = loop->top;
942       else
943         /* We're done.  */
944         insn = NULL_RTX;
945     }
946
947   if (insn == loop->scan_start)
948     /* We're done.  */
949     insn = NULL_RTX;
950
951   return insn;
952 }
953
954 /* Find any register references hidden inside X and add them to
955    the dependency list DEPS.  This is used to look inside CLOBBER (MEM
956    when checking whether a PARALLEL can be pulled out of a loop.  */
957
958 static rtx
959 find_regs_nested (rtx deps, rtx x)
960 {
961   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
962   if (code == REG)
963     deps = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, deps);
964   else
965     {
966       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
967       int i, j;
968       for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
969         {
970           if (fmt[i] == 'e')
971             deps = find_regs_nested (deps, XEXP (x, i));
972           else if (fmt[i] == 'E')
973             for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
974               deps = find_regs_nested (deps, XVECEXP (x, i, j));
975         }
976     }
977   return deps;
978 }
979
980 /* Optimize one loop described by LOOP.  */
981
982 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
983    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
984    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
985    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
986    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
987
988 static void
989 scan_loop (struct loop *loop, int flags)
990 {
991   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
992   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
993   int i;
994   rtx loop_start = loop->start;
995   rtx loop_end = loop->end;
996   rtx p;
997   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
998   int maybe_never = 0;
999   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
1000      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
1001   int call_passed = 0;
1002   /* Number of insns in the loop.  */
1003   int insn_count;
1004   int tem;
1005   rtx temp, update_start, update_end;
1006   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
1007   rtx set, set1;
1008   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
1009   struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
1010   /* Ratio of extra register life span we can justify
1011      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
1012      since in that case saving an insn makes more difference
1013      and more registers are available.  */
1014   int threshold;
1015   int in_libcall;
1016
1017   loop->top = 0;
1018
1019   movables->head = 0;
1020   movables->last = 0;
1021
1022   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
1023      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
1024      that is too complex to duplicate in front of the loop.
1025
1026      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
1027      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
1028      (because we might have a loop executed only once that contains a
1029      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
1030      (in case we have a degenerate loop).
1031
1032      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
1033      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
1034      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
1035      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
1036      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
1037
1038   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
1039        p != loop_end
1040          && !LABEL_P (p) && ! INSN_P (p)
1041          && (!NOTE_P (p)
1042              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
1043                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
1044        p = NEXT_INSN (p))
1045     ;
1046
1047   loop->scan_start = p;
1048
1049   /* If loop end is the end of the current function, then emit a
1050      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set loop->sink to the dummy
1051      note insn.  This is the position we use when sinking insns out of
1052      the loop.  */
1053   if (NEXT_INSN (loop->end) != 0)
1054     loop->sink = NEXT_INSN (loop->end);
1055   else
1056     loop->sink = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop->end);
1057
1058   /* Set up variables describing this loop.  */
1059   prescan_loop (loop);
1060   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
1061
1062   /* If loop has a jump before the first label,
1063      the true entry is the target of that jump.
1064      Start scan from there.
1065      But record in LOOP->TOP the place where the end-test jumps
1066      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
1067   if (JUMP_P (p)
1068       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
1069       && any_uncondjump_p (p)
1070       && JUMP_LABEL (p) != 0
1071       /* Check to see whether the jump actually
1072          jumps out of the loop (meaning it's no loop).
1073          This case can happen for things like
1074          do {..} while (0).  If this label was generated previously
1075          by loop, we can't tell anything about it and have to reject
1076          the loop.  */
1077       && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, loop_end))
1078     {
1079       loop->top = next_label (loop->scan_start);
1080       loop->scan_start = JUMP_LABEL (p);
1081     }
1082
1083   /* If LOOP->SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
1084      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
1085      test may never be true, but it's best to play it safe.)
1086
1087      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
1088      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
1089      test above.  */
1090
1091   if (INSN_UID (loop->scan_start) >= max_uid_for_loop
1092       || !LABEL_P (loop->scan_start))
1093     {
1094       if (loop_dump_stream)
1095         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
1096                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end));
1097       return;
1098     }
1099
1100   /* Allocate extra space for REGs that might be created by load_mems.
1101      We allocate a little extra slop as well, in the hopes that we
1102      won't have to reallocate the regs array.  */
1103   loop_regs_scan (loop, loop_info->mems_idx + 16);
1104   insn_count = count_insns_in_loop (loop);
1105
1106   if (loop_dump_stream)
1107     fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
1108              INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end), insn_count);
1109
1110   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
1111      Set REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP negative for the reg I being set, so that
1112      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
1113      We consider whether subsequent insns use the reg
1114      in deciding whether it is worth actually moving.
1115
1116      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
1117      and therefore it is possible that the insns we are scanning
1118      would never be executed.  At such times, we must make sure
1119      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
1120      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
1121      so that is not a problem.  */
1122
1123   for (in_libcall = 0, p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
1124        p != NULL_RTX;
1125        p = next_insn_in_loop (loop, p))
1126     {
1127       if (in_libcall && INSN_P (p) && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1128         in_libcall--;
1129       if (NONJUMP_INSN_P (p))
1130         {
1131           /* Do not scan past an optimization barrier.  */
1132           if (GET_CODE (PATTERN (p)) == ASM_INPUT)
1133             break;
1134           temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
1135           if (temp)
1136             in_libcall++;
1137           if (! in_libcall
1138               && (set = single_set (p))
1139               && REG_P (SET_DEST (set))
1140               && SET_DEST (set) != frame_pointer_rtx
1141 #ifdef PIC_OFFSET_TABLE_REG_CALL_CLOBBERED
1142               && SET_DEST (set) != pic_offset_table_rtx
1143 #endif
1144               && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
1145             {
1146               int tem1 = 0;
1147               int tem2 = 0;
1148               int move_insn = 0;
1149               int insert_temp = 0;
1150               rtx src = SET_SRC (set);
1151               rtx dependencies = 0;
1152
1153               /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a
1154                  REG_EQUIV note is given or if a REG_EQUAL note with a
1155                  constant operand is specified, use it as the source and
1156                  mark that we should move this insn by calling
1157                  emit_move_insn rather that duplicating the insn.
1158
1159                  Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL
1160                  note is present.  */
1161               temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1162               if (temp)
1163                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1164               else
1165                 {
1166                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1167                   if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1168                     src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1169                   if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1170                     {
1171                       src = XEXP (temp, 0);
1172                       /* A libcall block can use regs that don't appear in
1173                          the equivalent expression.  To move the libcall,
1174                          we must move those regs too.  */
1175                       dependencies = libcall_other_reg (p, src);
1176                     }
1177                 }
1178
1179               /* For parallels, add any possible uses to the dependencies, as
1180                  we can't move the insn without resolving them first.
1181                  MEMs inside CLOBBERs may also reference registers; these
1182                  count as implicit uses.  */
1183               if (GET_CODE (PATTERN (p)) == PARALLEL)
1184                 {
1185                   for (i = 0; i < XVECLEN (PATTERN (p), 0); i++)
1186                     {
1187                       rtx x = XVECEXP (PATTERN (p), 0, i);
1188                       if (GET_CODE (x) == USE)
1189                         dependencies
1190                           = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, XEXP (x, 0),
1191                                                dependencies);
1192                       else if (GET_CODE (x) == CLOBBER 
1193                                && MEM_P (XEXP (x, 0)))
1194                         dependencies = find_regs_nested (dependencies, 
1195                                                   XEXP (XEXP (x, 0), 0));
1196                     }
1197                 }
1198
1199               if (/* The register is used in basic blocks other
1200                       than the one where it is set (meaning that
1201                       something after this point in the loop might
1202                       depend on its value before the set).  */
1203                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
1204                    /* And the set is not guaranteed to be executed once
1205                       the loop starts, or the value before the set is
1206                       needed before the set occurs...
1207
1208                       ??? Note we have quadratic behavior here, mitigated
1209                       by the fact that the previous test will often fail for
1210                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
1211                       each time for register usage, we should build tables
1212                       of the register usage and use them here instead.  */
1213                    && (maybe_never
1214                        || loop_reg_used_before_p (loop, set, p)))
1215                 /* It is unsafe to move the set.  However, it may be OK to
1216                    move the source into a new pseudo, and substitute a
1217                    reg-to-reg copy for the original insn.
1218
1219                    This code used to consider it OK to move a set of a variable
1220                    which was not created by the user and not used in an exit
1221                    test.
1222                    That behavior is incorrect and was removed.  */
1223                 insert_temp = 1;
1224
1225               /* Don't try to optimize a MODE_CC set with a constant
1226                  source.  It probably will be combined with a conditional
1227                  jump.  */
1228               if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (set))) == MODE_CC
1229                   && CONSTANT_P (src))
1230                 ;
1231               /* Don't try to optimize a register that was made
1232                  by loop-optimization for an inner loop.
1233                  We don't know its life-span, so we can't compute
1234                  the benefit.  */
1235               else if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
1236                 ;
1237               /* Don't move the source and add a reg-to-reg copy:
1238                  - with -Os (this certainly increases size),
1239                  - if the mode doesn't support copy operations (obviously),
1240                  - if the source is already a reg (the motion will gain nothing),
1241                  - if the source is a legitimate constant (likewise).  */
1242               else if (insert_temp
1243                        && (optimize_size
1244                            || ! can_copy_p (GET_MODE (SET_SRC (set)))
1245                            || REG_P (SET_SRC (set))
1246                            || (CONSTANT_P (SET_SRC (set))
1247                                && LEGITIMATE_CONSTANT_P (SET_SRC (set)))))
1248                 ;
1249               else if ((tem = loop_invariant_p (loop, src))
1250                        && (dependencies == 0
1251                            || (tem2
1252                                = loop_invariant_p (loop, dependencies)) != 0)
1253                        && (regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop == 1
1254                            || (tem1
1255                                = consec_sets_invariant_p
1256                                (loop, SET_DEST (set),
1257                                 regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop,
1258                                 p)))
1259                        /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
1260                           can't move it unless it's guaranteed to be executed
1261                           once loop is entered.  Even a function call might
1262                           prevent the trap insn from being reached
1263                           (since it might exit!)  */
1264                        && ! ((maybe_never || call_passed)
1265                              && may_trap_p (src)))
1266                 {
1267                   struct movable *m;
1268                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1269
1270                   /* A potential lossage is where we have a case where two insns
1271                      can be combined as long as they are both in the loop, but
1272                      we move one of them outside the loop.  For large loops,
1273                      this can lose.  The most common case of this is the address
1274                      of a function being called.
1275
1276                      Therefore, if this register is marked as being used
1277                      exactly once if we are in a loop with calls
1278                      (a "large loop"), see if we can replace the usage of
1279                      this register with the source of this SET.  If we can,
1280                      delete this insn.
1281
1282                      Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
1283                      SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
1284
1285                   if (loop_info->has_call
1286                       && regs->array[regno].single_usage != 0
1287                       && regs->array[regno].single_usage != const0_rtx
1288                       && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
1289                       && (REGNO_LAST_UID (regno)
1290                           == INSN_UID (regs->array[regno].single_usage))
1291                       && regs->array[regno].set_in_loop == 1
1292                       && GET_CODE (SET_SRC (set)) != ASM_OPERANDS
1293                       && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
1294                       && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
1295                       && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
1296                           || (! (REG_P (SET_SRC (set))
1297                                  && (REGNO (SET_SRC (set))
1298                                      < FIRST_PSEUDO_REGISTER))))
1299                       && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER 
1300                       /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
1301                          a call-clobbered register and the life of REGNO
1302                          might span a call.  */
1303                       && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
1304                                                regs->array[regno].single_usage)
1305                       && no_labels_between_p (p,
1306                                               regs->array[regno].single_usage)
1307                       && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
1308                                                regs->array[regno].single_usage))
1309                     {
1310                       /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy
1311                          the new source, so that we don't get rtx sharing
1312                          between the SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
1313                       REG_NOTES (regs->array[regno].single_usage)
1314                         = (replace_rtx
1315                            (REG_NOTES (regs->array[regno].single_usage),
1316                             SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set))));
1317
1318                       delete_insn (p);
1319                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1320                            i++)
1321                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
1322                       continue;
1323                     }
1324
1325                   m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1326                   m->next = 0;
1327                   m->insn = p;
1328                   m->set_src = src;
1329                   m->dependencies = dependencies;
1330                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1331                   m->force = 0;
1332                   m->consec
1333                     = regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop - 1;
1334                   m->done = 0;
1335                   m->forces = 0;
1336                   m->partial = 0;
1337                   m->move_insn = move_insn;
1338                   m->move_insn_first = 0;
1339                   m->insert_temp = insert_temp;
1340                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1341                   m->savemode = VOIDmode;
1342                   m->regno = regno;
1343                   /* Set M->cond if either loop_invariant_p
1344                      or consec_sets_invariant_p returned 2
1345                      (only conditionally invariant).  */
1346                   m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
1347                   m->global =  LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno);
1348                   m->match = 0;
1349                   m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1350                   m->savings = regs->array[regno].n_times_set;
1351                   if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1352                     m->savings += libcall_benefit (p);
1353                   for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set)); i++)
1354                     regs->array[regno+i].set_in_loop = move_insn ? -2 : -1;
1355                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1356                   loop_movables_add (movables, m);
1357
1358                   if (m->consec > 0)
1359                     {
1360                       /* It is possible for the first instruction to have a
1361                          REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
1362                          remember the status of the first instruction in case
1363                          the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
1364                       m->move_insn_first = m->move_insn;
1365
1366                       /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
1367                       p = next_nonnote_insn (p);
1368                       /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
1369                       p = skip_consec_insns (p, m->consec);
1370                       /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
1371                       p = prev_nonnote_insn (p);
1372
1373                       /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and
1374                          possibly m->set_src to correspond to the effects of
1375                          all the insns.  */
1376                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1377                       if (temp)
1378                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1379                       else
1380                         {
1381                           temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1382                           if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1383                             m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1384                           else
1385                             m->move_insn = 0;
1386
1387                         }
1388                       m->is_equiv
1389                         = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1390                     }
1391                 }
1392               /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1393                  or set to zero, then its high bytes are constant.
1394                  So clear them outside the loop and within the loop
1395                  just load the low bytes.
1396                  We must check that the machine has an instruction to do so.
1397                  Also, if the value loaded into the register
1398                  depends on the same register, this cannot be done.  */
1399               else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1400                        && NONJUMP_INSN_P (NEXT_INSN (p))
1401                        && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1402                        && GET_CODE (set1) == SET
1403                        && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1404                        && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1405                        && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1406                            == SET_DEST (set))
1407                        && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1408                 {
1409                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1410                   if (regs->array[regno].set_in_loop == 2)
1411                     {
1412                       struct movable *m;
1413                       m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1414                       m->next = 0;
1415                       m->insn = p;
1416                       m->set_dest = SET_DEST (set);
1417                       m->dependencies = 0;
1418                       m->force = 0;
1419                       m->consec = 0;
1420                       m->done = 0;
1421                       m->forces = 0;
1422                       m->move_insn = 0;
1423                       m->move_insn_first = 0;
1424                       m->insert_temp = insert_temp;
1425                       m->partial = 1;
1426                       /* If the insn may not be executed on some cycles,
1427                          we can't clear the whole reg; clear just high part.
1428                          Not even if the reg is used only within this loop.
1429                          Consider this:
1430                          while (1)
1431                            while (s != t) {
1432                              if (foo ()) x = *s;
1433                              use (x);
1434                            }
1435                          Clearing x before the inner loop could clobber a value
1436                          being saved from the last time around the outer loop.
1437                          However, if the reg is not used outside this loop
1438                          and all uses of the register are in the same
1439                          basic block as the store, there is no problem.
1440
1441                          If this insn was made by loop, we don't know its
1442                          INSN_LUID and hence must make a conservative
1443                          assumption.  */
1444                       m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1445                                    || LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno)
1446                                    || (labels_in_range_p
1447                                        (p, REGNO_FIRST_LUID (regno))));
1448                       if (maybe_never && m->global)
1449                         m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1450                       else
1451                         m->savemode = VOIDmode;
1452                       m->regno = regno;
1453                       m->cond = 0;
1454                       m->match = 0;
1455                       m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1456                       m->savings = 1;
1457                       for (i = 0;
1458                            i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1459                            i++)
1460                         regs->array[regno+i].set_in_loop = -1;
1461                       /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1462                       loop_movables_add (movables, m);
1463                     }
1464                 }
1465             }
1466         }
1467       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1468          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1469          Constant and pure call insns always return, so they don't count.  */
1470       else if (CALL_P (p) && ! CONST_OR_PURE_CALL_P (p))
1471         call_passed = 1;
1472       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1473          can't count on whether or how many times they will be
1474          executed during each iteration.  Therefore, we can
1475          only move out sets of trivial variables
1476          (those not used after the loop).  */
1477       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1478       else if ((LABEL_P (p) || JUMP_P (p))
1479                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1480                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1481                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1482                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1483                   followed by a barrier then the loop_end.  */
1484                && ! (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == loop->top
1485                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end
1486                      && any_uncondjump_p (p)))
1487         maybe_never = 1;
1488     }
1489
1490   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1491
1492   ignore_some_movables (movables);
1493
1494   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1495      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1496      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1497      since the second can be moved only if the first is.  */
1498
1499   force_movables (movables);
1500
1501   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1502      If there are, make all but the first point at the first one
1503      through the `match' field, and add the priorities of them
1504      all together as the priority of the first.  */
1505
1506   combine_movables (movables, regs);
1507
1508   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1509      Store 0 in regs->array[I].set_in_loop for each reg I that is moved.
1510
1511      For machines with few registers this increases code size, so do not
1512      move moveables when optimizing for code size on such machines.
1513      (The 18 below is the value for i386.)  */
1514
1515   if (!optimize_size
1516       || (reg_class_size[GENERAL_REGS] > 18 && !loop_info->has_call))
1517     {
1518       move_movables (loop, movables, threshold, insn_count);
1519
1520       /* Recalculate regs->array if move_movables has created new
1521          registers.  */
1522       if (max_reg_num () > regs->num)
1523         {
1524           loop_regs_scan (loop, 0);
1525           for (update_start = loop_start;
1526                PREV_INSN (update_start)
1527                && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1528                update_start = PREV_INSN (update_start))
1529             ;
1530           update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1531
1532           reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1533           loop_max_reg = max_reg_num ();
1534         }
1535     }
1536
1537   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1538      Change regs->array[I].set_in_loop to indicate that those are not actually
1539      invariant.  */
1540   for (i = 0; i < regs->num; i++)
1541     if (regs->array[i].set_in_loop < 0)
1542       regs->array[i].set_in_loop = regs->array[i].n_times_set;
1543
1544   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1545      hoist even more memory references.  */
1546   load_mems (loop);
1547
1548   /* Recalculate regs->array if load_mems has created new registers.  */
1549   if (max_reg_num () > regs->num)
1550     loop_regs_scan (loop, 0);
1551
1552   for (update_start = loop_start;
1553        PREV_INSN (update_start)
1554          && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1555        update_start = PREV_INSN (update_start))
1556     ;
1557   update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1558
1559   reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1560   loop_max_reg = max_reg_num ();
1561
1562   if (flag_strength_reduce)
1563     {
1564       if (update_end && LABEL_P (update_end))
1565         /* Ensure our label doesn't go away.  */
1566         LABEL_NUSES (update_end)++;
1567
1568       strength_reduce (loop, flags);
1569
1570       reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1571       loop_max_reg = max_reg_num ();
1572
1573       if (update_end && LABEL_P (update_end)
1574           && --LABEL_NUSES (update_end) == 0)
1575         delete_related_insns (update_end);
1576     }
1577
1578
1579   /* The movable information is required for strength reduction.  */
1580   loop_movables_free (movables);
1581
1582   free (regs->array);
1583   regs->array = 0;
1584   regs->num = 0;
1585 }
1586 \f
1587 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1588    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1589
1590 static void
1591 record_excess_regs (rtx in_this, rtx not_in_this, rtx *output)
1592 {
1593   enum rtx_code code;
1594   const char *fmt;
1595   int i;
1596
1597   code = GET_CODE (in_this);
1598
1599   switch (code)
1600     {
1601     case PC:
1602     case CC0:
1603     case CONST_INT:
1604     case CONST_DOUBLE:
1605     case CONST:
1606     case SYMBOL_REF:
1607     case LABEL_REF:
1608       return;
1609
1610     case REG:
1611       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1612           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1613         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1614       return;
1615
1616     default:
1617       break;
1618     }
1619
1620   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1621   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1622     {
1623       int j;
1624
1625       switch (fmt[i])
1626         {
1627         case 'E':
1628           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1629             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1630           break;
1631
1632         case 'e':
1633           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1634           break;
1635         }
1636     }
1637 }
1638 \f
1639 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1640    aside from those mentioned in the equivalent value.
1641    If there are none, return 0.
1642    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1643
1644 static rtx
1645 libcall_other_reg (rtx insn, rtx equiv)
1646 {
1647   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1648   rtx p = XEXP (note, 0);
1649   rtx output = 0;
1650
1651   /* First, find all the regs used in the libcall block
1652      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1653
1654   while (p != insn)
1655     {
1656       if (INSN_P (p))
1657         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1658       p = NEXT_INSN (p);
1659     }
1660
1661   return output;
1662 }
1663 \f
1664 /* Return 1 if all uses of REG
1665    are between INSN and the end of the basic block.  */
1666
1667 static int
1668 reg_in_basic_block_p (rtx insn, rtx reg)
1669 {
1670   int regno = REGNO (reg);
1671   rtx p;
1672
1673   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1674     return 0;
1675
1676   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1677   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1678     {
1679       switch (GET_CODE (p))
1680         {
1681         case NOTE:
1682           break;
1683
1684         case INSN:
1685         case CALL_INSN:
1686           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1687           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1688             return 1;
1689           break;
1690
1691         case JUMP_INSN:
1692           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1693           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1694             return 1;
1695           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1696           return 0;
1697
1698         case CODE_LABEL:
1699         case BARRIER:
1700           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1701           return 0;
1702
1703         default:
1704           break;
1705         }
1706     }
1707
1708   /* The "last use" that was recorded can't be found after the first
1709      use.  This can happen when the last use was deleted while
1710      processing an inner loop, this inner loop was then completely
1711      unrolled, and the outer loop is always exited after the inner loop,
1712      so that everything after the first use becomes a single basic block.  */
1713   return 1;
1714 }
1715 \f
1716 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1717    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1718    value directly or can contain a library call.  */
1719
1720 static int
1721 libcall_benefit (rtx last)
1722 {
1723   rtx insn;
1724   int benefit = 0;
1725
1726   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1727        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1728     {
1729       if (CALL_P (insn))
1730         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1731                                    routine.  */
1732       else if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1733                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1734                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1735         benefit++;
1736     }
1737
1738   return benefit;
1739 }
1740 \f
1741 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1742
1743 static rtx
1744 skip_consec_insns (rtx insn, int count)
1745 {
1746   for (; count > 0; count--)
1747     {
1748       rtx temp;
1749
1750       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1751       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1752          be an insn here.  */
1753       if (!NOTE_P (insn)
1754           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1755         insn = XEXP (temp, 0);
1756
1757       do
1758         insn = NEXT_INSN (insn);
1759       while (NOTE_P (insn));
1760     }
1761
1762   return insn;
1763 }
1764
1765 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1766    which is part of another movable.
1767    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1768    was made later and so appears later on the chain.  */
1769
1770 static void
1771 ignore_some_movables (struct loop_movables *movables)
1772 {
1773   struct movable *m, *m1;
1774
1775   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1776     {
1777       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1778       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1779       if (note)
1780         {
1781           rtx insn;
1782           /* Check for earlier movables inside that range,
1783              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1784              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1785              Rather than reject all such insns from movables, we just
1786              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1787              libcalls aren't that common).  */
1788           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1789             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1790               if (m1->insn == insn)
1791                 m1->done = 1;
1792         }
1793     }
1794 }
1795
1796 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1797    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1798    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1799    since the second can be moved only if the first is.  */
1800
1801 static void
1802 force_movables (struct loop_movables *movables)
1803 {
1804   struct movable *m, *m1;
1805
1806   for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
1807     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1808     if (!m1->partial && !m1->done)
1809       {
1810         int regno = m1->regno;
1811         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1812           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1813              register of M1 to be used after this insn?
1814              Since CSE does not update regno_last_uid,
1815              this insn M->insn might not be where it dies.
1816              But very likely this doesn't matter; what matters is
1817              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1818           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1819               && !m->done)
1820             break;
1821         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1822             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1823             && m->consec == 0)
1824           m = 0;
1825
1826         /* Increase the priority of the moving the first insn
1827            since it permits the second to be moved as well.
1828            Likewise for insns already forced by the first insn.  */
1829         if (m != 0)
1830           {
1831             struct movable *m2;
1832
1833             m->forces = m1;
1834             for (m2 = m1; m2; m2 = m2->forces)
1835               {
1836                 m2->lifetime += m->lifetime;
1837                 m2->savings += m->savings;
1838               }
1839           }
1840       }
1841 }
1842 \f
1843 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1844    one register.  */
1845
1846 static void
1847 combine_movables (struct loop_movables *movables, struct loop_regs *regs)
1848 {
1849   struct movable *m;
1850   char *matched_regs = xmalloc (regs->num);
1851   enum machine_mode mode;
1852
1853   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1854      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1855   /* Only pseudo registers are allowed to match or be matched,
1856      since move_movables does not validate the change.  */
1857   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1858
1859   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1860     if (m->match == 0 && regs->array[m->regno].n_times_set == 1
1861         && m->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1862         && !m->insert_temp
1863         && !m->partial)
1864       {
1865         struct movable *m1;
1866         int regno = m->regno;
1867
1868         memset (matched_regs, 0, regs->num);
1869         matched_regs[regno] = 1;
1870
1871         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1872            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1873         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1874           if (m != m1 && m1->match == 0
1875               && !m1->insert_temp
1876               && regs->array[m1->regno].n_times_set == 1
1877               && m1->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1878               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1879               && !m1->global
1880               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1881               && !m1->partial
1882               && (matched_regs[m1->regno]
1883                   ||
1884                   (
1885                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1886                       same constant only if the modes are the same or
1887                       if both are integer modes with M wider or the same
1888                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1889                       safe, since the only case of differing destination
1890                       modes with equal sources is when both sources are
1891                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1892                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1893                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1894                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1895                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1896                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1897                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1898                    && ((REG_P (m1->set_src)
1899                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1900                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1901                                                 movables, regs))))
1902               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1903                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1904             {
1905               m->lifetime += m1->lifetime;
1906               m->savings += m1->savings;
1907               m1->done = 1;
1908               m1->match = m;
1909               matched_regs[m1->regno] = 1;
1910             }
1911       }
1912
1913   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1914      This can be done for those not marked `global'
1915      provided their lives don't overlap.  */
1916
1917   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1918        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1919     {
1920       struct movable *m0 = 0;
1921
1922       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1923          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1924       for (m = movables->head; m; m = m->next)
1925         if (m->partial && ! m->global
1926             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1927           {
1928             struct movable *m1;
1929
1930             int first = REGNO_FIRST_LUID (m->regno);
1931             int last = REGNO_LAST_LUID (m->regno);
1932
1933             if (m0 == 0)
1934               {
1935                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1936                 m0 = m;
1937                 continue;
1938               }
1939
1940             /* Make sure they extend to the same mode.
1941                (Almost always true.)  */
1942             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1943               continue;
1944
1945             /* We already have one: check for overlap with those
1946                already combined together.  */
1947             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1948               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1949                 if (! (REGNO_FIRST_LUID (m1->regno) > last
1950                        || REGNO_LAST_LUID (m1->regno) < first))
1951                   goto overlap;
1952
1953             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1954             m0->lifetime += m->lifetime;
1955             m0->savings += m->savings;
1956             m->done = 1;
1957             m->match = m0;
1958
1959           overlap:
1960             ;
1961           }
1962     }
1963
1964   /* Clean up.  */
1965   free (matched_regs);
1966 }
1967
1968 /* Returns the number of movable instructions in LOOP that were not
1969    moved outside the loop.  */
1970
1971 static int
1972 num_unmoved_movables (const struct loop *loop)
1973 {
1974   int num = 0;
1975   struct movable *m;
1976
1977   for (m = LOOP_MOVABLES (loop)->head; m; m = m->next)
1978     if (!m->done)
1979       ++num;
1980
1981   return num;
1982 }
1983
1984 \f
1985 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1986
1987 static int
1988 regs_match_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables)
1989 {
1990   unsigned int xn = REGNO (x);
1991   unsigned int yn = REGNO (y);
1992   struct movable *mx, *my;
1993
1994   for (mx = movables->head; mx; mx = mx->next)
1995     if (mx->regno == xn)
1996       break;
1997
1998   for (my = movables->head; my; my = my->next)
1999     if (my->regno == yn)
2000       break;
2001
2002   return (mx && my
2003           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
2004               || mx->match == my
2005               || mx == my->match));
2006 }
2007
2008 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
2009    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
2010
2011    If two registers are matching movables or a movable register and an
2012    equivalent constant, consider them equal.  */
2013
2014 static int
2015 rtx_equal_for_loop_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables,
2016                       struct loop_regs *regs)
2017 {
2018   int i;
2019   int j;
2020   struct movable *m;
2021   enum rtx_code code;
2022   const char *fmt;
2023
2024   if (x == y)
2025     return 1;
2026   if (x == 0 || y == 0)
2027     return 0;
2028
2029   code = GET_CODE (x);
2030
2031   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
2032      equal.  */
2033   if (REG_P (x) && regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == -2
2034       && CONSTANT_P (y))
2035     {
2036       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2037         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
2038             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
2039           return 1;
2040     }
2041   else if (REG_P (y) && regs->array[REGNO (y)].set_in_loop == -2
2042            && CONSTANT_P (x))
2043     {
2044       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2045         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
2046             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
2047           return 1;
2048     }
2049
2050   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
2051   if (code != GET_CODE (y))
2052     return 0;
2053
2054   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
2055      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
2056
2057   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
2058     return 0;
2059
2060   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
2061   if (code == REG)
2062     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
2063
2064   if (code == LABEL_REF)
2065     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
2066   if (code == SYMBOL_REF)
2067     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
2068
2069   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
2070      fail to match, return 0 for the whole things.  */
2071
2072   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2073   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2074     {
2075       switch (fmt[i])
2076         {
2077         case 'w':
2078           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
2079             return 0;
2080           break;
2081
2082         case 'i':
2083           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
2084             return 0;
2085           break;
2086
2087         case 'E':
2088           /* Two vectors must have the same length.  */
2089           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
2090             return 0;
2091
2092           /* And the corresponding elements must match.  */
2093           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2094             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j),
2095                                       movables, regs) == 0)
2096               return 0;
2097           break;
2098
2099         case 'e':
2100           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables, regs)
2101               == 0)
2102             return 0;
2103           break;
2104
2105         case 's':
2106           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
2107             return 0;
2108           break;
2109
2110         case 'u':
2111           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
2112           break;
2113
2114         case '0':
2115           break;
2116
2117           /* It is believed that rtx's at this level will never
2118              contain anything but integers and other rtx's,
2119              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
2120         default:
2121           gcc_unreachable ();
2122         }
2123     }
2124   return 1;
2125 }
2126 \f
2127 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
2128    insns in INSNS which use the reference.  LABEL_NUSES for CODE_LABEL
2129    references is incremented once for each added note.  */
2130
2131 static void
2132 add_label_notes (rtx x, rtx insns)
2133 {
2134   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2135   int i, j;
2136   const char *fmt;
2137   rtx insn;
2138
2139   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2140     {
2141       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2142          avoid flow generating (slightly) worse code.
2143
2144          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2145          mark_jump_label for additional information).  */
2146       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2147         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
2148           {
2149             REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
2150                                                   REG_NOTES (insn));
2151             if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
2152               LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
2153           }
2154     }
2155
2156   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2157   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2158     {
2159       if (fmt[i] == 'e')
2160         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
2161       else if (fmt[i] == 'E')
2162         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2163           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
2164     }
2165 }
2166 \f
2167 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
2168    If two matching movables are combined, replace one reg with the
2169    other throughout.  */
2170
2171 static void
2172 move_movables (struct loop *loop, struct loop_movables *movables,
2173                int threshold, int insn_count)
2174 {
2175   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
2176   int nregs = regs->num;
2177   rtx new_start = 0;
2178   struct movable *m;
2179   rtx p;
2180   rtx loop_start = loop->start;
2181   rtx loop_end = loop->end;
2182   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
2183      when we move several insns that load the same value
2184      into different pseudo-registers.  */
2185   rtx *reg_map = xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
2186   char *already_moved = xcalloc (nregs, sizeof (char));
2187
2188   for (m = movables->head; m; m = m->next)
2189     {
2190       /* Describe this movable insn.  */
2191
2192       if (loop_dump_stream)
2193         {
2194           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
2195                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
2196           if (m->consec > 0)
2197             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
2198           if (m->cond)
2199             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
2200           if (m->force)
2201             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
2202           if (m->global)
2203             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
2204           if (m->done)
2205             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
2206           if (m->move_insn)
2207             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
2208           if (m->match)
2209             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
2210                      INSN_UID (m->match->insn));
2211           if (m->forces)
2212             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
2213                      INSN_UID (m->forces->insn));
2214         }
2215
2216       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
2217          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
2218
2219       if (!m->done
2220           && (! m->cond
2221               || (1 == loop_invariant_p (loop, m->set_src)
2222                   && (m->dependencies == 0
2223                       || 1 == loop_invariant_p (loop, m->dependencies))
2224                   && (m->consec == 0
2225                       || 1 == consec_sets_invariant_p (loop, m->set_dest,
2226                                                        m->consec + 1,
2227                                                        m->insn))))
2228           && (! m->forces || m->forces->done))
2229         {
2230           int regno;
2231           rtx p;
2232           int savings = m->savings;
2233
2234           /* We have an insn that is safe to move.
2235              Compute its desirability.  */
2236
2237           p = m->insn;
2238           regno = m->regno;
2239
2240           if (loop_dump_stream)
2241             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
2242
2243           if (regs->array[regno].moved_once && loop_dump_stream)
2244             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
2245
2246           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
2247              which is safe only if this one is moved too: that is,
2248              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
2249
2250           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
2251              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
2252              If it's not desirable, it means the loop is so big
2253              that moving won't speed things up much,
2254              and it is liable to make register usage worse.  */
2255
2256           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
2257              extra cost because something else was already moved.  */
2258
2259           if (already_moved[regno]
2260               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
2261                  (regs->array[regno].moved_once ? insn_count * 2 : insn_count)
2262               || (m->forces && m->forces->done
2263                   && regs->array[m->forces->regno].n_times_set == 1))
2264             {
2265               int count;
2266               struct movable *m1;
2267               rtx first = NULL_RTX;
2268               rtx newreg = NULL_RTX;
2269
2270               if (m->insert_temp)
2271                 newreg = gen_reg_rtx (GET_MODE (m->set_dest));
2272
2273               /* Now move the insns that set the reg.  */
2274
2275               if (m->partial && m->match)
2276                 {
2277                   rtx newpat, i1;
2278                   rtx r1, r2;
2279                   /* Find the end of this chain of matching regs.
2280                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
2281                      And that reg is loaded with 0 directly,
2282                      since it has ->match == 0.  */
2283                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
2284                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
2285                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
2286                   i1 = loop_insn_hoist (loop, newpat);
2287
2288                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
2289                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
2290                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
2291                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
2292                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
2293                   regs_may_share
2294                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
2295                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
2296                                                             regs_may_share));
2297                   delete_insn (m->insn);
2298
2299                   if (new_start == 0)
2300                     new_start = i1;
2301
2302                   if (loop_dump_stream)
2303                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2304                 }
2305               /* If we are to re-generate the item being moved with a
2306                  new move insn, first delete what we have and then emit
2307                  the move insn before the loop.  */
2308               else if (m->move_insn)
2309                 {
2310                   rtx i1, temp, seq;
2311
2312                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2313                     {
2314                       if (!NOTE_P (p))
2315                         {
2316                           /* If this is the first insn of a library
2317                              call sequence, something is very
2318                              wrong.  */
2319                           gcc_assert (!find_reg_note
2320                                       (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX));
2321
2322                           /* If this is the last insn of a libcall
2323                              sequence, then delete every insn in the
2324                              sequence except the last.  The last insn
2325                              is handled in the normal manner.  */
2326                           temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX);
2327                           
2328                           if (temp)
2329                             {
2330                               temp = XEXP (temp, 0);
2331                               while (temp != p)
2332                                 temp = delete_insn (temp);
2333                             }
2334                         }
2335
2336                       temp = p;
2337                       p = delete_insn (p);
2338
2339                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2340                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2341                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2342                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2343                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2344                          insn stream.  */
2345                       while (p && NOTE_P (p))
2346                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2347
2348                       if (m->insert_temp)
2349                         {
2350                           /* Replace the original insn with a move from
2351                              our newly created temp.  */
2352                           start_sequence ();
2353                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2354                           seq = get_insns ();
2355                           end_sequence ();
2356                           emit_insn_before (seq, p);
2357                         }
2358                     }
2359
2360                   start_sequence ();
2361                   emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2362                                   m->set_src);
2363                   seq = get_insns ();
2364                   end_sequence ();
2365
2366                   add_label_notes (m->set_src, seq);
2367
2368                   i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2369                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2370                     set_unique_reg_note (i1,
2371                                          m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
2372                                          m->set_src);
2373
2374                   if (loop_dump_stream)
2375                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2376
2377                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2378                   threshold -= 3;
2379                 }
2380               else
2381                 {
2382                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2383                     {
2384                       rtx i1, temp;
2385
2386                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
2387                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
2388                          be an insn here.  */
2389                       if (!NOTE_P (p)
2390                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2391                         p = XEXP (temp, 0);
2392
2393                       /* If last insn of libcall sequence, move all
2394                          insns except the last before the loop.  The last
2395                          insn is handled in the normal manner.  */
2396                       if (!NOTE_P (p)
2397                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2398                         {
2399                           rtx fn_address = 0;
2400                           rtx fn_reg = 0;
2401                           rtx fn_address_insn = 0;
2402
2403                           first = 0;
2404                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
2405                                temp = NEXT_INSN (temp))
2406                             {
2407                               rtx body;
2408                               rtx n;
2409                               rtx next;
2410
2411                               if (NOTE_P (temp))
2412                                 continue;
2413
2414                               body = PATTERN (temp);
2415
2416                               /* Find the next insn after TEMP,
2417                                  not counting USE or NOTE insns.  */
2418                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
2419                                    next = NEXT_INSN (next))
2420                                 if (! (NONJUMP_INSN_P (next)
2421                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
2422                                     && !NOTE_P (next))
2423                                   break;
2424
2425                               /* If that is the call, this may be the insn
2426                                  that loads the function address.
2427
2428                                  Extract the function address from the insn
2429                                  that loads it into a register.
2430                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
2431
2432                                  So emit a new move insn that copies the
2433                                  function address into the register that the
2434                                  call insn will use.  flow.c will delete any
2435                                  redundant stores that we have created.  */
2436                               if (CALL_P (next)
2437                                   && GET_CODE (body) == SET
2438                                   && REG_P (SET_DEST (body))
2439                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
2440                                                          NULL_RTX)))
2441                                 {
2442                                   fn_reg = SET_SRC (body);
2443                                   if (!REG_P (fn_reg))
2444                                     fn_reg = SET_DEST (body);
2445                                   fn_address = XEXP (n, 0);
2446                                   fn_address_insn = temp;
2447                                 }
2448                               /* We have the call insn.
2449                                  If it uses the register we suspect it might,
2450                                  load it with the correct address directly.  */
2451                               if (CALL_P (temp)
2452                                   && fn_address != 0
2453                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2454                                 loop_insn_emit_after (loop, 0, fn_address_insn,
2455                                                       gen_move_insn
2456                                                       (fn_reg, fn_address));
2457
2458                               if (CALL_P (temp))
2459                                 {
2460                                   i1 = loop_call_insn_hoist (loop, body);
2461                                   /* Because the USAGE information potentially
2462                                      contains objects other than hard registers
2463                                      we need to copy it.  */
2464                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2465                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2466                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2467                                 }
2468                               else
2469                                 i1 = loop_insn_hoist (loop, body);
2470                               if (first == 0)
2471                                 first = i1;
2472                               if (temp == fn_address_insn)
2473                                 fn_address_insn = i1;
2474                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2475                               REG_NOTES (temp) = NULL;
2476                               delete_insn (temp);
2477                             }
2478                           if (new_start == 0)
2479                             new_start = first;
2480                         }
2481                       if (m->savemode != VOIDmode)
2482                         {
2483                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2484                              the bits that are not covered by the mode
2485                              m->savemode.  */
2486                           rtx reg = m->set_dest;
2487                           rtx sequence;
2488                           rtx tem;
2489
2490                           start_sequence ();
2491                           tem = expand_simple_binop
2492                             (GET_MODE (reg), AND, reg,
2493                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2494                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2495                                       - 1),
2496                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2497                           gcc_assert (tem);
2498                           if (tem != reg)
2499                             emit_move_insn (reg, tem);
2500                           sequence = get_insns ();
2501                           end_sequence ();
2502                           i1 = loop_insn_hoist (loop, sequence);
2503                         }
2504                       else if (CALL_P (p))
2505                         {
2506                           i1 = loop_call_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2507                           /* Because the USAGE information potentially
2508                              contains objects other than hard registers
2509                              we need to copy it.  */
2510                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2511                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2512                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2513                         }
2514                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2515                         {
2516                           rtx seq;
2517                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2518                              use the REG_EQUAL note.  */
2519                           start_sequence ();
2520                           emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2521                                           m->set_src);
2522                           seq = get_insns ();
2523                           end_sequence ();
2524
2525                           add_label_notes (m->set_src, seq);
2526
2527                           i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2528                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2529                             set_unique_reg_note (i1, m->is_equiv ? REG_EQUIV
2530                                                      : REG_EQUAL, m->set_src);
2531                         }
2532                       else if (m->insert_temp)
2533                         {
2534                           rtx *reg_map2 = xcalloc (REGNO (newreg),
2535                                                    sizeof(rtx));
2536                           reg_map2 [m->regno] = newreg;
2537
2538                           i1 = loop_insn_hoist (loop, copy_rtx (PATTERN (p)));
2539                           replace_regs (i1, reg_map2, REGNO (newreg), 1);
2540                           free (reg_map2);
2541                         }
2542                       else
2543                         i1 = loop_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2544
2545                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2546                         {
2547                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2548                           REG_NOTES (p) = NULL;
2549
2550                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2551                              is not loop invariant, then delete it, since it
2552                              may cause problems with later optimization passes.
2553                              It is possible for cse to create such notes
2554                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2555
2556                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2557                               && ! loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0)))
2558                             remove_note (i1, temp);
2559                         }
2560
2561                       if (new_start == 0)
2562                         new_start = i1;
2563
2564                       if (loop_dump_stream)
2565                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2566                                  INSN_UID (i1));
2567
2568                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2569                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2570                          and REG_RETVAL on I1.  */
2571                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2572                         {
2573                           XEXP (temp, 0) = first;
2574                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2575                           XEXP (temp, 0) = i1;
2576                         }
2577
2578                       temp = p;
2579                       delete_insn (p);
2580                       p = NEXT_INSN (p);
2581
2582                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2583                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2584                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2585                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2586                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2587                          insn stream.  */
2588                       while (p && NOTE_P (p))
2589                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2590
2591                       if (m->insert_temp)
2592                         {
2593                           rtx seq;
2594                           /* Replace the original insn with a move from
2595                              our newly created temp.  */
2596                           start_sequence ();
2597                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2598                           seq = get_insns ();
2599                           end_sequence ();
2600                           emit_insn_before (seq, p);
2601                         }
2602                     }
2603
2604                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2605                   threshold -= 3;
2606                 }
2607
2608               m->done = 1;
2609
2610               if (!m->insert_temp)
2611                 {
2612                   /* Any other movable that loads the same register
2613                      MUST be moved.  */
2614                   already_moved[regno] = 1;
2615
2616                   /* This reg has been moved out of one loop.  */
2617                   regs->array[regno].moved_once = 1;
2618
2619                   /* The reg set here is now invariant.  */
2620                   if (! m->partial)
2621                     {
2622                       int i;
2623                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m->set_dest); i++)
2624                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
2625                     }
2626
2627                   /* Change the length-of-life info for the register
2628                      to say it lives at least the full length of this loop.
2629                      This will help guide optimizations in outer loops.  */
2630
2631                   if (REGNO_FIRST_LUID (regno) > INSN_LUID (loop_start))
2632                     /* This is the old insn before all the moved insns.
2633                        We can't use the moved insn because it is out of range
2634                        in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2635                     REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2636                   if (REGNO_LAST_LUID (regno) < INSN_LUID (loop_end))
2637                     REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (loop_end);
2638                 }
2639
2640               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2641
2642               if (! m->partial)
2643                 for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
2644                   if (m1->match == m)
2645                     {
2646                       rtx temp;
2647
2648                       /* Schedule the reg loaded by M1
2649                          for replacement so that shares the reg of M.
2650                          If the modes differ (only possible in restricted
2651                          circumstances, make a SUBREG.
2652
2653                          Note this assumes that the target dependent files
2654                          treat REG and SUBREG equally, including within
2655                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2656                          predicates since we never verify that replacing the
2657                          original register with a SUBREG results in a
2658                          recognizable insn.  */
2659                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2660                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2661                       else
2662                         reg_map[m1->regno]
2663                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2664                                                 m->set_dest);
2665
2666                       /* Get rid of the matching insn
2667                          and prevent further processing of it.  */
2668                       m1->done = 1;
2669
2670                       /* If library call, delete all insns.  */
2671                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2672                                                  NULL_RTX)))
2673                         delete_insn_chain (XEXP (temp, 0), m1->insn);
2674                       else
2675                         delete_insn (m1->insn);
2676
2677                       /* Any other movable that loads the same register
2678                          MUST be moved.  */
2679                       already_moved[m1->regno] = 1;
2680
2681                       /* The reg merged here is now invariant,
2682                          if the reg it matches is invariant.  */
2683                       if (! m->partial)
2684                         {
2685                           int i;
2686                           for (i = 0;
2687                                i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m1->set_dest);
2688                                i++)
2689                             regs->array[m1->regno+i].set_in_loop = 0;
2690                         }
2691                     }
2692             }
2693           else if (loop_dump_stream)
2694             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2695         }
2696       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2697         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2698
2699       if (loop_dump_stream)
2700         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2701     }
2702
2703   if (new_start == 0)
2704     new_start = loop_start;
2705
2706   /* Go through all the instructions in the loop, making
2707      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2708   for (p = new_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2709     if (INSN_P (p))
2710       {
2711         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2712         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2713         INSN_CODE (p) = -1;
2714       }
2715
2716   /* Clean up.  */
2717   free (reg_map);
2718   free (already_moved);
2719 }
2720
2721
2722 static void
2723 loop_movables_add (struct loop_movables *movables, struct movable *m)
2724 {
2725   if (movables->head == 0)
2726     movables->head = m;
2727   else
2728     movables->last->next = m;
2729   movables->last = m;
2730 }
2731
2732
2733 static void
2734 loop_movables_free (struct loop_movables *movables)
2735 {
2736   struct movable *m;
2737   struct movable *m_next;
2738
2739   for (m = movables->head; m; m = m_next)
2740     {
2741       m_next = m->next;
2742       free (m);
2743     }
2744 }
2745 \f
2746 #if 0
2747 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2748    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2749
2750 static void
2751 replace_call_address (rtx x, rtx reg, rtx addr)
2752 {
2753   enum rtx_code code;
2754   int i;
2755   const char *fmt;
2756
2757   if (x == 0)
2758     return;
2759   code = GET_CODE (x);
2760   switch (code)
2761     {
2762     case PC:
2763     case CC0:
2764     case CONST_INT:
2765     case CONST_DOUBLE:
2766     case CONST:
2767     case SYMBOL_REF:
2768     case LABEL_REF:
2769     case REG:
2770       return;
2771
2772     case SET:
2773       /* Short cut for very common case.  */
2774       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2775       return;
2776
2777     case CALL:
2778       /* Short cut for very common case.  */
2779       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2780       return;
2781
2782     case MEM:
2783       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2784          something is wrong.  */
2785       gcc_assert (XEXP (x, 0) == reg);
2786       XEXP (x, 0) = addr;
2787       return;
2788
2789     default:
2790       break;
2791     }
2792
2793   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2794   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2795     {
2796       if (fmt[i] == 'e')
2797         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2798       else if (fmt[i] == 'E')
2799         {
2800           int j;
2801           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2802             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2803         }
2804     }
2805 }
2806 #endif
2807 \f
2808 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2809    in the rtx X.  */
2810
2811 static int
2812 count_nonfixed_reads (const struct loop *loop, rtx x)
2813 {
2814   enum rtx_code code;
2815   int i;
2816   const char *fmt;
2817   int value;
2818
2819   if (x == 0)
2820     return 0;
2821
2822   code = GET_CODE (x);
2823   switch (code)
2824     {
2825     case PC:
2826     case CC0:
2827     case CONST_INT:
2828     case CONST_DOUBLE:
2829     case CONST:
2830     case SYMBOL_REF:
2831     case LABEL_REF:
2832     case REG:
2833       return 0;
2834
2835     case MEM:
2836       return ((loop_invariant_p (loop, XEXP (x, 0)) != 1)
2837               + count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, 0)));
2838
2839     default:
2840       break;
2841     }
2842
2843   value = 0;
2844   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2845   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2846     {
2847       if (fmt[i] == 'e')
2848         value += count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, i));
2849       if (fmt[i] == 'E')
2850         {
2851           int j;
2852           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2853             value += count_nonfixed_reads (loop, XVECEXP (x, i, j));
2854         }
2855     }
2856   return value;
2857 }
2858 \f
2859 /* Scan a loop setting the elements `loops_enclosed',
2860    `has_call', `has_nonconst_call', `has_volatile', `has_tablejump',
2861    `unknown_address_altered', `unknown_constant_address_altered', and
2862    `num_mem_sets' in LOOP.  Also, fill in the array `mems' and the
2863    list `store_mems' in LOOP.  */
2864
2865 static void
2866 prescan_loop (struct loop *loop)
2867 {
2868   int level = 1;
2869   rtx insn;
2870   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
2871   rtx start = loop->start;
2872   rtx end = loop->end;
2873   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2874      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2875      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2876      might end up between the two.  */
2877   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2878
2879   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2880   loop_info->pre_header_has_call = 0;
2881   loop_info->has_call = 0;
2882   loop_info->has_nonconst_call = 0;
2883   loop_info->has_prefetch = 0;
2884   loop_info->has_volatile = 0;
2885   loop_info->has_tablejump = 0;
2886   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2887   loop->level = 1;
2888
2889   loop_info->unknown_address_altered = 0;
2890   loop_info->unknown_constant_address_altered = 0;
2891   loop_info->store_mems = NULL_RTX;
2892   loop_info->first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2893   loop_info->mems_idx = 0;
2894   loop_info->num_mem_sets = 0;
2895
2896   for (insn = start; insn && !LABEL_P (insn);
2897        insn = PREV_INSN (insn))
2898     {
2899       if (CALL_P (insn))
2900         {
2901           loop_info->pre_header_has_call = 1;
2902           break;
2903         }
2904     }
2905
2906   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2907        insn = NEXT_INSN (insn))
2908     {
2909       switch (GET_CODE (insn))
2910         {
2911         case NOTE:
2912           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2913             {
2914               ++level;
2915               /* Count number of loops contained in this one.  */
2916               loop->level++;
2917             }
2918           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2919             --level;
2920           break;
2921
2922         case CALL_INSN:
2923           if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2924             {
2925               loop_info->unknown_address_altered = 1;
2926               loop_info->has_nonconst_call = 1;
2927             }
2928           else if (pure_call_p (insn))
2929             loop_info->has_nonconst_call = 1;
2930           loop_info->has_call = 1;
2931           if (can_throw_internal (insn))
2932             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2933           break;
2934
2935         case JUMP_INSN:
2936           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets)
2937             {
2938               rtx set = pc_set (insn);
2939
2940               if (set)
2941                 {
2942                   rtx src = SET_SRC (set);
2943                   rtx label1, label2;
2944
2945                   if (GET_CODE (src) == IF_THEN_ELSE)
2946                     {
2947                       label1 = XEXP (src, 1);
2948                       label2 = XEXP (src, 2);
2949                     }
2950                   else
2951                     {
2952                       label1 = src;
2953                       label2 = NULL_RTX;
2954                     }
2955
2956                   do
2957                     {
2958                       if (label1 && label1 != pc_rtx)
2959                         {
2960                           if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2961                             {
2962                               /* Something tricky.  */
2963                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2964                               break;
2965                             }
2966                           else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2967                                    && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2968                             {
2969                               /* A jump outside the current loop.  */
2970                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2971                               break;
2972                             }
2973                         }
2974
2975                       label1 = label2;
2976                       label2 = NULL_RTX;
2977                     }
2978                   while (label1);
2979                 }
2980               else
2981                 {
2982                   /* A return, or something tricky.  */
2983                   loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2984                 }
2985             }
2986           /* Fall through.  */
2987
2988         case INSN:
2989           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2990             loop_info->has_volatile = 1;
2991
2992           if (JUMP_P (insn)
2993               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2994                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2995             loop_info->has_tablejump = 1;
2996
2997           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored, loop_info);
2998           if (! loop_info->first_loop_store_insn && loop_info->store_mems)
2999             loop_info->first_loop_store_insn = insn;
3000
3001           if (flag_non_call_exceptions && can_throw_internal (insn))
3002             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
3003           break;
3004
3005         default:
3006           break;
3007         }
3008     }
3009
3010   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
3011   if (/* An exception thrown by a called function might land us
3012          anywhere.  */
3013       ! loop_info->has_nonconst_call
3014       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
3015          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
3016          that this is not a problem for malloc, etc., since those
3017          require actual function calls.  */
3018       && ! current_function_calls_alloca
3019       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
3020          end.  */
3021       && ! loop_info->has_multiple_exit_targets)
3022     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
3023          insn = NEXT_INSN (insn))
3024       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, loop_info);
3025
3026   /* BLKmode MEMs are added to LOOP_STORE_MEM as necessary so
3027      that loop_invariant_p and load_mems can use true_dependence
3028      to determine what is really clobbered.  */
3029   if (loop_info->unknown_address_altered)
3030     {
3031       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3032
3033       loop_info->store_mems
3034         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3035     }
3036   if (loop_info->unknown_constant_address_altered)
3037     {
3038       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3039       MEM_READONLY_P (mem) = 1;
3040       loop_info->store_mems
3041         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3042     }
3043 }
3044 \f
3045 /* Invalidate all loops containing LABEL.  */
3046
3047 static void
3048 invalidate_loops_containing_label (rtx label)
3049 {
3050   struct loop *loop;
3051   for (loop = uid_loop[INSN_UID (label)]; loop; loop = loop->outer)
3052     loop->invalid = 1;
3053 }
3054
3055 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
3056    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
3057    to from outside the loop.  */
3058
3059 static void
3060 find_and_verify_loops (rtx f, struct loops *loops)
3061 {
3062   rtx insn;
3063   rtx label;
3064   int num_loops;
3065   struct loop *current_loop;
3066   struct loop *next_loop;
3067   struct loop *loop;
3068
3069   num_loops = loops->num;
3070
3071   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
3072
3073   /* If there are jumps to undefined labels,
3074      treat them as jumps out of any/all loops.
3075      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
3076   uid_loop[0] = NULL;
3077
3078   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
3079      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
3080
3081   num_loops = 0;
3082   current_loop = NULL;
3083   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3084     {
3085       if (NOTE_P (insn))
3086         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
3087           {
3088           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
3089             next_loop = loops->array + num_loops;
3090             next_loop->num = num_loops;
3091             num_loops++;
3092             next_loop->start = insn;
3093             next_loop->outer = current_loop;
3094             current_loop = next_loop;
3095             break;
3096
3097           case NOTE_INSN_LOOP_END:
3098             gcc_assert (current_loop);
3099
3100             current_loop->end = insn;
3101             current_loop = current_loop->outer;
3102             break;
3103
3104           default:
3105             break;
3106           }
3107
3108       if (CALL_P (insn)
3109           && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL))
3110         {
3111           /* In this case, we must invalidate our current loop and any
3112              enclosing loop.  */
3113           for (loop = current_loop; loop; loop = loop->outer)
3114             {
3115               loop->invalid = 1;
3116               if (loop_dump_stream)
3117                 fprintf (loop_dump_stream,
3118                          "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
3119                          INSN_UID (loop->start));
3120             }
3121         }
3122
3123       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
3124          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
3125       uid_loop[INSN_UID (insn)] = current_loop;
3126     }
3127
3128   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
3129      because it can be jumped into from anywhere.  */
3130   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
3131     invalidate_loops_containing_label (XEXP (label, 0));
3132
3133   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
3134      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
3135   for_each_eh_label (invalidate_loops_containing_label);
3136
3137   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
3138      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
3139      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
3140      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
3141      anywhere.
3142
3143      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
3144      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
3145      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
3146      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
3147      label in our loop and will simplify processing by both us and a
3148      possible second cse pass.  */
3149
3150   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3151     if (INSN_P (insn))
3152       {
3153         struct loop *this_loop = uid_loop[INSN_UID (insn)];
3154
3155         if (NONJUMP_INSN_P (insn) || CALL_P (insn))
3156           {
3157             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
3158             if (note)
3159               invalidate_loops_containing_label (XEXP (note, 0));
3160           }
3161
3162         if (!JUMP_P (insn))
3163           continue;
3164
3165         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop);
3166
3167         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
3168         if (this_loop
3169             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
3170                 || (any_uncondjump_p (insn)
3171                     && onlyjump_p (insn)
3172                     && (uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
3173                         != this_loop)))
3174             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
3175           {
3176             rtx p;
3177             rtx our_next = next_real_insn (insn);
3178             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
3179             struct loop *dest_loop;
3180             struct loop *outer_loop = NULL;
3181
3182             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
3183                or a JUMP_INSN.  */
3184             for (p = PREV_INSN (insn);
3185                  !LABEL_P (p)
3186                  && ! (NOTE_P (p)
3187                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3188                  && !JUMP_P (p);
3189                  p = PREV_INSN (p))
3190               ;
3191
3192             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
3193                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
3194
3195             if (JUMP_LABEL (insn))
3196               {
3197                 dest_loop = uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
3198                 if (dest_loop)
3199                   {
3200                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3201                          outer_loop = outer_loop->outer)
3202                       if (outer_loop == this_loop)
3203                         break;
3204                   }
3205               }
3206
3207             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
3208
3209             if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
3210                 && uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop)
3211               outer_loop = this_loop;
3212
3213             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
3214                we have a block of code to try to move.
3215
3216                We look backward and then forward from the target of INSN
3217                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
3218                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
3219                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
3220                and move the block of code to the spot we found.  */
3221
3222             if (! outer_loop
3223                 && JUMP_P (p)
3224                 && JUMP_LABEL (p) != 0
3225                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
3226                    These always indicate compilation errors.  */
3227                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
3228                 && any_condjump_p (p) && onlyjump_p (p)
3229                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
3230                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
3231                    mustn't try.  */
3232                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn),
3233                                          &last_insn_to_move))
3234               {
3235                 rtx target
3236                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
3237                 struct loop *target_loop = uid_loop[INSN_UID (target)];
3238                 rtx loc, loc2;
3239                 rtx tmp;
3240
3241                 /* Search for possible garbage past the conditional jumps
3242                    and look for the last barrier.  */
3243                 for (tmp = last_insn_to_move;
3244                      tmp && !LABEL_P (tmp); tmp = NEXT_INSN (tmp))
3245                   if (BARRIER_P (tmp))
3246                     last_insn_to_move = tmp;
3247
3248                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
3249                   if (BARRIER_P (loc)
3250                       /* Don't move things inside a tablejump.  */
3251                       && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3252                           || !LABEL_P (loc2)
3253                           || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3254                           || !JUMP_P (loc2)
3255                           || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3256                               && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3257                       && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3258                     break;
3259
3260                 if (loc == 0)
3261                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
3262                     if (BARRIER_P (loc)
3263                         /* Don't move things inside a tablejump.  */
3264                         && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3265                             || !LABEL_P (loc2)
3266                             || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3267                             || !JUMP_P (loc2)
3268                             || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3269                                 && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3270                         && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3271                       break;
3272
3273                 if (loc)
3274                   {
3275                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
3276                     rtx new_label = get_label_after (p);
3277
3278                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
3279                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
3280
3281                     /* Verify that uid_loop is large enough and that
3282                        we can invert P.  */
3283                     if (invert_jump (p, new_label, 1))
3284                       {
3285                         rtx q, r;
3286                         bool only_notes;
3287
3288                         /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
3289                            one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
3290                            path, we'll need to insert a jump around our block
3291                            and add a BARRIER before TARGET.
3292
3293                            This creates an extra unconditional jump outside
3294                            the loop.  However, the benefits of removing rarely
3295                            executed instructions from inside the loop usually
3296                            outweighs the cost of the extra unconditional jump
3297                            outside the loop.  */
3298                         if (loc == 0)
3299                           {
3300                             rtx temp;
3301
3302                             temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
3303                             temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
3304                             JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
3305                             LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
3306                             loc = emit_barrier_before (target);
3307                           }
3308
3309                         /* Include the BARRIER after INSN and copy the
3310                            block after LOC.  */
3311                         only_notes = squeeze_notes (&new_label,
3312                                                     &last_insn_to_move);
3313                         gcc_assert (!only_notes);
3314                         
3315                         reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
3316
3317                         /* All those insns are now in TARGET_LOOP.  */
3318                         for (q = new_label;
3319                              q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
3320                              q = NEXT_INSN (q))
3321                           uid_loop[INSN_UID (q)] = target_loop;
3322
3323                         /* The label jumped to by INSN is no longer a loop
3324                            exit.  Unless INSN does not have a label (e.g.,
3325                            it is a RETURN insn), search loop->exit_labels
3326                            to find its label_ref, and remove it.  Also turn
3327                            off LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
3328                         if (JUMP_LABEL (insn))
3329                           {
3330                             for (q = 0, r = this_loop->exit_labels;
3331                                  r;
3332                                  q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
3333                               if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
3334                                 {
3335                                   LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
3336                                   if (q)
3337                                     LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
3338                                   else
3339                                     this_loop->exit_labels = LABEL_NEXTREF (r);
3340                                   break;
3341                                 }
3342
3343                             for (loop = this_loop; loop && loop != target_loop;
3344                                  loop = loop->outer)
3345                               loop->exit_count--;
3346
3347                             /* If we didn't find it, then something is
3348                                wrong.  */
3349                             gcc_assert (r);
3350                           }
3351
3352                         /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
3353                            in loop->exit_labels, and marked as such.
3354                            The easiest way to do this is to just call
3355                            mark_loop_jump again for P.  */
3356                         mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop);
3357
3358                         /* If INSN now jumps to the insn after it,
3359                            delete INSN.  */
3360                         if (JUMP_LABEL (insn) != 0
3361                             && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
3362                                 == next_real_insn (insn)))
3363                           delete_related_insns (insn);
3364                       }
3365
3366                     /* Continue the loop after where the conditional
3367                        branch used to jump, since the only branch insn
3368                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
3369                        branch and hence needs no processing.  */
3370                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
3371
3372                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
3373                       delete_related_insns (cond_label);
3374
3375                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
3376                     insn = PREV_INSN (insn);
3377                   }
3378               }
3379           }
3380       }
3381 }
3382
3383 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
3384    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
3385
3386    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
3387
3388 static void
3389 mark_loop_jump (rtx x, struct loop *loop)
3390 {
3391   struct loop *dest_loop;
3392   struct loop *outer_loop;
3393   int i;
3394
3395   switch (GET_CODE (x))
3396     {
3397     case PC:
3398     case USE:
3399     case CLOBBER:
3400     case REG:
3401     case MEM:
3402     case CONST_INT:
3403     case CONST_DOUBLE:
3404     case RETURN:
3405       return;
3406
3407     case CONST:
3408       /* There could be a label reference in here.  */
3409       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3410       return;
3411
3412     case PLUS:
3413     case MINUS:
3414     case MULT:
3415       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3416       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3417       return;
3418
3419     case LO_SUM:
3420       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3421       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3422       return;
3423
3424     case SIGN_EXTEND:
3425     case ZERO_EXTEND:
3426       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3427       return;
3428
3429     case LABEL_REF:
3430       dest_loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3431
3432       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3433          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3434          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3435          false.  */
3436
3437       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3438          since this does not count as a loop exit.  */
3439       if (dest_loop)
3440         {
3441           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3442                outer_loop = outer_loop->outer)
3443             if (outer_loop == loop)
3444               break;
3445         }
3446       else
3447         outer_loop = NULL;
3448
3449       if (loop && ! outer_loop)
3450         {
3451           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3452           LABEL_NEXTREF (x) = loop->exit_labels;
3453           loop->exit_labels = x;
3454
3455           for (outer_loop = loop;
3456                outer_loop && outer_loop != dest_loop;
3457                outer_loop = outer_loop->outer)
3458             outer_loop->exit_count++;
3459         }
3460
3461       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3462          by it, it invalidates at least one loop.  */
3463
3464       if (! dest_loop)
3465         return;
3466
3467       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3468          label, except those that also contain the jump insn.  */
3469
3470       for (; dest_loop; dest_loop = dest_loop->outer)
3471         {
3472           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3473           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3474             if (dest_loop == outer_loop)
3475               return;
3476
3477           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3478           if (loop_dump_stream && ! dest_loop->invalid)
3479             fprintf (loop_dump_stream,
3480                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3481                      INSN_UID (dest_loop->start));
3482
3483           dest_loop->invalid = 1;
3484         }
3485       return;
3486
3487     case SET:
3488       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3489       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3490         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop);
3491       return;
3492
3493     case IF_THEN_ELSE:
3494       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3495       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop);
3496       return;
3497
3498     case PARALLEL:
3499     case ADDR_VEC:
3500       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3501         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop);
3502       return;
3503
3504     case ADDR_DIFF_VEC:
3505       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3506         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop);
3507       return;
3508
3509     default:
3510       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3511          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3512          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3513          loop and any containing loops as invalid.  */
3514       if (loop)
3515         {
3516           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3517             {
3518               if (loop_dump_stream && ! outer_loop->invalid)
3519                 fprintf (loop_dump_stream,
3520                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3521                          INSN_UID (outer_loop->start));
3522               outer_loop->invalid = 1;
3523             }
3524         }
3525       return;
3526     }
3527 }
3528 \f
3529 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3530    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3531    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3532    been previously created by loop.c).  */
3533
3534 static int
3535 labels_in_range_p (rtx insn, int end)
3536 {
3537   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3538     {
3539       if (LABEL_P (insn))
3540         return 1;
3541       insn = NEXT_INSN (insn);
3542     }
3543
3544   return 0;
3545 }
3546
3547 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3548
3549 static void
3550 note_addr_stored (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED,
3551                   void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
3552 {
3553   struct loop_info *loop_info = data;
3554
3555   if (x == 0 || !MEM_P (x))
3556     return;
3557
3558   /* Count number of memory writes.
3559      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3560   loop_info->num_mem_sets++;
3561
3562   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3563   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3564     {
3565       if (MEM_READONLY_P (x))
3566         loop_info->unknown_constant_address_altered = 1;
3567       else
3568         loop_info->unknown_address_altered = 1;
3569
3570       return;
3571     }
3572
3573   loop_info->store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x,
3574                                              loop_info->store_mems);
3575 }
3576
3577 /* X is a value modified by an INSN that references a biv inside a loop
3578    exit test (i.e., X is somehow related to the value of the biv).  If X
3579    is a pseudo that is used more than once, then the biv is (effectively)
3580    used more than once.  DATA is a pointer to a loop_regs structure.  */
3581
3582 static void
3583 note_set_pseudo_multiple_uses (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3584 {
3585   struct loop_regs *regs = (struct loop_regs *) data;
3586
3587   if (x == 0)
3588     return;
3589
3590   while (GET_CODE (x) == STRICT_LOW_PART
3591          || GET_CODE (x) == SIGN_EXTRACT
3592          || GET_CODE (x) == ZERO_EXTRACT
3593          || GET_CODE (x) == SUBREG)
3594     x = XEXP (x, 0);
3595
3596   if (!REG_P (x) || REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3597     return;
3598
3599   /* If we do not have usage information, or if we know the register
3600      is used more than once, note that fact for check_dbra_loop.  */
3601   if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop
3602       || ! regs->array[REGNO (x)].single_usage
3603       || regs->array[REGNO (x)].single_usage == const0_rtx)
3604     regs->multiple_uses = 1;
3605 }
3606 \f
3607 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3608
3609    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3610
3611    A memory ref is invariant if it is not volatile and does not conflict
3612    with anything stored in `loop_info->store_mems'.  */
3613
3614 static int
3615 loop_invariant_p (const struct loop *loop, rtx x)
3616 {
3617   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3618   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3619   int i;
3620   enum rtx_code code;
3621   const char *fmt;
3622   int conditional = 0;
3623   rtx mem_list_entry;
3624
3625   if (x == 0)
3626     return 1;
3627   code = GET_CODE (x);
3628   switch (code)
3629     {
3630     case CONST_INT:
3631     case CONST_DOUBLE:
3632     case SYMBOL_REF:
3633     case CONST:
3634       return 1;
3635
3636     case LABEL_REF:
3637       return 1;
3638
3639     case PC:
3640     case CC0:
3641     case UNSPEC_VOLATILE:
3642       return 0;
3643
3644     case REG:
3645       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3646            || x == arg_pointer_rtx || x == pic_offset_table_rtx)
3647           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3648         return 1;
3649
3650       if (LOOP_INFO (loop)->has_call
3651           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3652         return 0;
3653
3654       /* Out-of-range regs can occur when we are called from unrolling.
3655          These registers created by the unroller are set in the loop,
3656          hence are never invariant.
3657          Other out-of-range regs can be generated by load_mems; those that
3658          are written to in the loop are not invariant, while those that are
3659          not written to are invariant.  It would be easy for load_mems
3660          to set n_times_set correctly for these registers, however, there
3661          is no easy way to distinguish them from registers created by the
3662          unroller.  */
3663
3664       if (REGNO (x) >= (unsigned) regs->num)
3665         return 0;
3666
3667       if (regs->array[REGNO (x)].set_in_loop < 0)
3668         return 2;
3669
3670       return regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == 0;
3671
3672     case MEM:
3673       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3674          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3675          will be rejected also.  */
3676       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3677         return 0;
3678
3679       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3680       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
3681       while (mem_list_entry)
3682         {
3683           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3684                                x, rtx_varies_p))
3685             return 0;
3686
3687           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3688         }
3689
3690       /* It's not invalidated by a store in memory
3691          but we must still verify the address is invariant.  */
3692       break;
3693
3694     case ASM_OPERANDS:
3695       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3696       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3697         return 0;
3698       break;
3699
3700     default:
3701       break;
3702     }
3703
3704   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3705   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3706     {
3707       if (fmt[i] == 'e')
3708         {
3709           int tem = loop_invariant_p (loop, XEXP (x, i));
3710           if (tem == 0)
3711             return 0;
3712           if (tem == 2)
3713             conditional = 1;
3714         }
3715       else if (fmt[i] == 'E')
3716         {
3717           int j;
3718           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3719             {
3720               int tem = loop_invariant_p (loop, XVECEXP (x, i, j));
3721               if (tem == 0)
3722                 return 0;
3723               if (tem == 2)
3724                 conditional = 1;
3725             }
3726
3727         }
3728     }
3729
3730   return 1 + conditional;
3731 }
3732 \f
3733 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3734    are INSN and the immediately following insns,
3735    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3736    (not counting uses of REG in them).
3737
3738    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3739
3740    We assume that INSN itself is the first set of REG
3741    and that its source is invariant.  */
3742
3743 static int
3744 consec_sets_invariant_p (const struct loop *loop, rtx reg, int n_sets,
3745                          rtx insn)
3746 {
3747   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3748   rtx p = insn;
3749   unsigned int regno = REGNO (reg);
3750   rtx temp;
3751   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3752   int count = n_sets - 1;
3753   int old = regs->array[regno].set_in_loop;
3754   int value = 0;
3755   int this;
3756
3757   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3758   if (n_sets == 127)
3759     return 0;
3760
3761   regs->array[regno].set_in_loop = 0;
3762
3763   while (count > 0)
3764     {
3765       enum rtx_code code;
3766       rtx set;
3767
3768       p = NEXT_INSN (p);
3769       code = GET_CODE (p);
3770
3771       /* If library call, skip to end of it.  */
3772       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3773         p = XEXP (temp, 0);
3774
3775       this = 0;
3776       if (code == INSN
3777           && (set = single_set (p))
3778           && REG_P (SET_DEST (set))
3779           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3780         {
3781           this = loop_invariant_p (loop, SET_SRC (set));
3782           if (this != 0)
3783             value |= this;
3784           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3785             {
3786               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3787                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3788                  notes are OK.  */
3789               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3790                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3791                           && loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0))));
3792               if (this != 0)
3793                 value |= this;
3794             }
3795         }
3796       if (this != 0)
3797         count--;
3798       else if (code != NOTE)
3799         {
3800           regs->array[regno].set_in_loop = old;
3801           return 0;
3802         }
3803     }
3804
3805   regs->array[regno].set_in_loop = old;
3806   /* If loop_invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3807   return 1 + (value & 2);
3808 }
3809 \f
3810 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3811    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3812    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3813
3814 static void
3815 find_single_use_in_loop (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x)
3816 {
3817   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3818   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3819   int i, j;
3820
3821   if (code == REG)
3822     regs->array[REGNO (x)].single_usage
3823       = (regs->array[REGNO (x)].single_usage != 0
3824          && regs->array[REGNO (x)].single_usage != insn)
3825         ? const0_rtx : insn;
3826
3827   else if (code == SET)
3828     {
3829       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3830          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3831          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3832          for it.  */
3833       if (!REG_P (SET_DEST (x)))
3834         find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_DEST (x));
3835       find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_SRC (x));
3836     }
3837   else
3838     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3839       {
3840         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3841           find_single_use_in_loop (regs, insn, XEXP (x, i));
3842         else if (fmt[i] == 'E')
3843           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3844             find_single_use_in_loop (regs, insn, XVECEXP (x, i, j));
3845       }
3846 }
3847 \f
3848 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3849    REGS->array[I].MAY_NOT_OPTIMIZE and LAST_SET for any register I set
3850    in X.  */
3851
3852 static void
3853 count_one_set (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x, rtx *last_set)
3854 {
3855   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && REG_P (XEXP (x, 0)))
3856     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3857        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3858     regs->array[REGNO (XEXP (x, 0))].may_not_optimize = 1;
3859
3860   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3861     {
3862       rtx dest = SET_DEST (x);
3863       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3864              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3865              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3866         dest = XEXP (dest, 0);
3867       if (REG_P (dest))
3868         {
3869           int i;
3870           int regno = REGNO (dest);
3871           for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, dest); i++)
3872             {
3873               /* If this is the first setting of this reg
3874                  in current basic block, and it was set before,
3875                  it must be set in two basic blocks, so it cannot
3876                  be moved out of the loop.  */
3877               if (regs->array[regno].set_in_loop > 0
3878                   && last_set[regno] == 0)
3879                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3880               /* If this is not first setting in current basic block,
3881                  see if reg was used in between previous one and this.
3882                  If so, neither one can be moved.  */
3883               if (last_set[regno] != 0
3884                   && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3885                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3886               if (regs->array[regno+i].set_in_loop < 127)
3887                 ++regs->array[regno+i].set_in_loop;
3888               last_set[regno+i] = insn;
3889             }
3890         }
3891     }
3892 }
3893 \f
3894 /* Given a loop that is bounded by LOOP->START and LOOP->END and that
3895    is entered at LOOP->SCAN_START, return 1 if the register set in SET
3896    contained in insn INSN is used by any insn that precedes INSN in
3897    cyclic order starting from the loop entry point.
3898
3899    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3900    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3901    from an inner loop past two loops.  */
3902
3903 static int
3904 loop_reg_used_before_p (const struct loop *loop, rtx set, rtx insn)
3905 {
3906   rtx reg = SET_DEST (set);
3907   rtx p;
3908
3909   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3910      are done.  Otherwise, if we hit LOOP->END, wrap around to LOOP->START.  */
3911   for (p = loop->scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3912     {
3913       if (INSN_P (p) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3914         return 1;
3915
3916       if (p == loop->end)
3917         p = loop->start;
3918     }
3919
3920   return 0;
3921 }
3922 \f
3923
3924 /* Information we collect about arrays that we might want to prefetch.  */
3925 struct prefetch_info
3926 {
3927   struct iv_class *class;       /* Class this prefetch is based on.  */
3928   struct induction *giv;        /* GIV this prefetch is based on.  */
3929   rtx base_address;             /* Start prefetching from this address plus
3930                                    index.  */
3931   HOST_WIDE_INT index;
3932   HOST_WIDE_INT stride;         /* Prefetch stride in bytes in each
3933                                    iteration.  */
3934   unsigned int bytes_accessed;  /* Sum of sizes of all accesses to this
3935                                    prefetch area in one iteration.  */
3936   unsigned int total_bytes;     /* Total bytes loop will access in this block.
3937                                    This is set only for loops with known
3938                                    iteration counts and is 0xffffffff
3939                                    otherwise.  */
3940   int prefetch_in_loop;         /* Number of prefetch insns in loop.  */
3941   int prefetch_before_loop;     /* Number of prefetch insns before loop.  */
3942   unsigned int write : 1;       /* 1 for read/write prefetches.  */
3943 };
3944
3945 /* Data used by check_store function.  */
3946 struct check_store_data
3947 {
3948   rtx mem_address;
3949   int mem_write;
3950 };
3951
3952 static void check_store (rtx, rtx, void *);
3953 static void emit_prefetch_instructions (struct loop *);
3954 static int rtx_equal_for_prefetch_p (rtx, rtx);
3955
3956 /* Set mem_write when mem_address is found.  Used as callback to
3957    note_stores.  */
3958 static void
3959 check_store (rtx x, rtx pat ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3960 {
3961   struct check_store_data *d = (struct check_store_data *) data;
3962
3963   if ((MEM_P (x)) && rtx_equal_p (d->mem_address, XEXP (x, 0)))
3964     d->mem_write = 1;
3965 }
3966 \f
3967 /* Like rtx_equal_p, but attempts to swap commutative operands.  This is
3968    important to get some addresses combined.  Later more sophisticated
3969    transformations can be added when necessary.
3970
3971    ??? Same trick with swapping operand is done at several other places.
3972    It can be nice to develop some common way to handle this.  */
3973
3974 static int
3975 rtx_equal_for_prefetch_p (rtx x, rtx y)
3976 {
3977   int i;
3978   int j;
3979   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3980   const char *fmt;
3981
3982   if (x == y)
3983     return 1;
3984   if (code != GET_CODE (y))
3985     return 0;
3986
3987   if (COMMUTATIVE_ARITH_P (x))
3988     {
3989       return ((rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
3990                && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
3991               || (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
3992                   && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
3993     }
3994
3995   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements fails to
3996      match, return 0 for the whole thing.  */
3997
3998   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3999   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4000     {
4001       switch (fmt[i])
4002         {
4003         case 'w':
4004           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
4005             return 0;
4006           break;
4007
4008         case 'i':
4009           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
4010             return 0;
4011           break;
4012
4013         case 'E':
4014           /* Two vectors must have the same length.  */
4015           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
4016             return 0;
4017
4018           /* And the corresponding elements must match.  */
4019           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4020             if (rtx_equal_for_prefetch_p (XVECEXP (x, i, j),
4021                                           XVECEXP (y, i, j)) == 0)
4022               return 0;
4023           break;
4024
4025         case 'e':
4026           if (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)) == 0)
4027             return 0;
4028           break;
4029
4030         case 's':
4031           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
4032             return 0;
4033           break;
4034
4035         case 'u':
4036           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
4037           break;
4038
4039         case '0':
4040           break;
4041
4042           /* It is believed that rtx's at this level will never
4043              contain anything but integers and other rtx's,
4044              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
4045         default:
4046           gcc_unreachable ();
4047         }
4048     }
4049   return 1;
4050 }
4051 \f
4052 /* Remove constant addition value from the expression X (when present)
4053    and return it.  */
4054
4055 static HOST_WIDE_INT
4056 remove_constant_addition (rtx *x)
4057 {
4058   HOST_WIDE_INT addval = 0;
4059   rtx exp = *x;
4060
4061   /* Avoid clobbering a shared CONST expression.  */
4062   if (GET_CODE (exp) == CONST)
4063     {
4064       if (GET_CODE (XEXP (exp, 0)) == PLUS
4065           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 0)) == SYMBOL_REF
4066           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 1)) == CONST_INT)
4067         {
4068           *x = XEXP (XEXP (exp, 0), 0);
4069           return INTVAL (XEXP (XEXP (exp, 0), 1));
4070         }
4071       return 0;
4072     }
4073
4074   if (GET_CODE (exp) == CONST_INT)
4075     {
4076       addval = INTVAL (exp);
4077       *x = const0_rtx;
4078     }
4079
4080   /* For plus expression recurse on ourself.  */
4081   else if (GET_CODE (exp) == PLUS)
4082     {
4083       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 0));
4084       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 1));
4085
4086       /* In case our parameter was constant, remove extra zero from the
4087          expression.  */
4088       if (XEXP (exp, 0) == const0_rtx)
4089         *x = XEXP (exp, 1);
4090       else if (XEXP (exp, 1) == const0_rtx)
4091         *x = XEXP (exp, 0);
4092     }
4093
4094   return addval;
4095 }
4096
4097 /* Attempt to identify accesses to arrays that are most likely to cause cache
4098    misses, and emit prefetch instructions a few prefetch blocks forward.
4099
4100    To detect the arrays we use the GIV information that was collected by the
4101    strength reduction pass.
4102
4103    The prefetch instructions are generated after the GIV information is done
4104    and before the strength reduction process. The new GIVs are injected into
4105    the strength reduction tables, so the prefetch addresses are optimized as
4106    well.
4107
4108    GIVs are split into base address, stride, and constant addition values.
4109    GIVs with the same address, stride and close addition values are combined
4110    into a single prefetch.  Also writes to GIVs are detected, so that prefetch
4111    for write instructions can be used for the block we write to, on machines
4112    that support write prefetches.
4113
4114    Several heuristics are used to determine when to prefetch.  They are
4115    controlled by defined symbols that can be overridden for each target.  */
4116
4117 static void
4118 emit_prefetch_instructions (struct loop *loop)
4119 {
4120   int num_prefetches = 0;
4121   int num_real_prefetches = 0;
4122   int num_real_write_prefetches = 0;
4123   int num_prefetches_before = 0;
4124   int num_write_prefetches_before = 0;
4125   int ahead = 0;
4126   int i;
4127   struct iv_class *bl;
4128   struct induction *iv;
4129   struct prefetch_info info[MAX_PREFETCHES];
4130   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4131
4132   if (!HAVE_prefetch || PREFETCH_BLOCK == 0)
4133     return;
4134
4135   /* Consider only loops w/o calls.  When a call is done, the loop is probably
4136      slow enough to read the memory.  */
4137   if (PREFETCH_NO_CALL && LOOP_INFO (loop)->has_call)
4138     {
4139       if (loop_dump_stream)
4140         fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: ignoring loop: has call.\n");
4141
4142       return;
4143     }
4144
4145   /* Don't prefetch in loops known to have few iterations.  */
4146   if (PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT
4147       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4148       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations <= PREFETCH_LOW_LOOPCNT)
4149     {
4150       if (loop_dump_stream)
4151         fprintf (loop_dump_stream,
4152                  "Prefetch: ignoring loop: not enough iterations.\n");
4153       return;
4154     }
4155
4156   /* Search all induction variables and pick those interesting for the prefetch
4157      machinery.  */
4158   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4159     {
4160       struct induction *biv = bl->biv, *biv1;
4161       int basestride = 0;
4162
4163       biv1 = biv;
4164
4165       /* Expect all BIVs to be executed in each iteration.  This makes our
4166          analysis more conservative.  */
4167       while (biv1)
4168         {
4169           /* Discard non-constant additions that we can't handle well yet, and
4170              BIVs that are executed multiple times; such BIVs ought to be
4171              handled in the nested loop.  We accept not_every_iteration BIVs,
4172              since these only result in larger strides and make our
4173              heuristics more conservative.  */
4174           if (GET_CODE (biv->add_val) != CONST_INT)
4175             {
4176               if (loop_dump_stream)
4177                 {
4178                   fprintf (loop_dump_stream,
4179                     "Prefetch: ignoring biv %d: non-constant addition at insn %d:",
4180                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4181                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4182                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4183                 }
4184               break;
4185             }
4186
4187           if (biv->maybe_multiple)
4188             {
4189               if (loop_dump_stream)
4190                 {
4191                   fprintf (loop_dump_stream,
4192                            "Prefetch: ignoring biv %d: maybe_multiple at insn %i:",
4193                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4194                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4195                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4196                 }
4197               break;
4198             }
4199
4200           basestride += INTVAL (biv1->add_val);
4201           biv1 = biv1->next_iv;
4202         }
4203
4204       if (biv1 || !basestride)
4205         continue;
4206
4207       for (iv = bl->giv; iv; iv = iv->next_iv)
4208         {
4209           rtx address;
4210           rtx temp;
4211           HOST_WIDE_INT index = 0;
4212           int add = 1;
4213           HOST_WIDE_INT stride = 0;
4214           int stride_sign = 1;
4215           struct check_store_data d;
4216           const char *ignore_reason = NULL;
4217           int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (iv));
4218
4219           /* See whether an induction variable is interesting to us and if
4220              not, report the reason.  */
4221           if (iv->giv_type != DEST_ADDR)
4222             ignore_reason = "giv is not a destination address";
4223
4224           /* We are interested only in constant stride memory references
4225              in order to be able to compute density easily.  */
4226           else if (GET_CODE (iv->mult_val) != CONST_INT)
4227             ignore_reason = "stride is not constant";
4228
4229           else
4230             {
4231               stride = INTVAL (iv->mult_val) * basestride;
4232               if (stride < 0)
4233                 {
4234                   stride = -stride;
4235                   stride_sign = -1;
4236                 }
4237
4238               /* On some targets, reversed order prefetches are not
4239                  worthwhile.  */
4240               if (PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER && stride_sign < 0)
4241                 ignore_reason = "reversed order stride";
4242
4243               /* Prefetch of accesses with an extreme stride might not be
4244                  worthwhile, either.  */
4245               else if (PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE
4246                        && stride > PREFETCH_EXTREME_STRIDE)
4247                 ignore_reason = "extreme stride";
4248
4249               /* Ignore GIVs with varying add values; we can't predict the
4250                  value for the next iteration.  */
4251               else if (!loop_invariant_p (loop, iv->add_val))
4252                 ignore_reason = "giv has varying add value";
4253
4254               /* Ignore GIVs in the nested loops; they ought to have been
4255                  handled already.  */
4256               else if (iv->maybe_multiple)
4257                 ignore_reason = "giv is in nested loop";
4258             }
4259
4260           if (ignore_reason != NULL)
4261             {
4262               if (loop_dump_stream)
4263                 fprintf (loop_dump_stream,
4264                          "Prefetch: ignoring giv at %d: %s.\n",
4265                          INSN_UID (iv->insn), ignore_reason);
4266               continue;
4267             }
4268
4269           /* Determine the pointer to the basic array we are examining.  It is
4270              the sum of the BIV's initial value and the GIV's add_val.  */
4271           address = copy_rtx (iv->add_val);
4272           temp = copy_rtx (bl->initial_value);
4273
4274           address = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode, temp, address);
4275           index = remove_constant_addition (&address);
4276
4277           d.mem_write = 0;
4278           d.mem_address = *iv->location;
4279
4280           /* When the GIV is not always executed, we might be better off by
4281              not dirtying the cache pages.  */
4282           if (PREFETCH_CONDITIONAL || iv->always_executed)
4283             note_stores (PATTERN (iv->insn), check_store, &d);
4284           else
4285             {
4286               if (loop_dump_stream)
4287                 fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: Ignoring giv at %d: %s\n",
4288                          INSN_UID (iv->insn), "in conditional code.");
4289               continue;
4290             }
4291
4292           /* Attempt to find another prefetch to the same array and see if we
4293              can merge this one.  */
4294           for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4295             if (rtx_equal_for_prefetch_p (address, info[i].base_address)
4296                 && stride == info[i].stride)
4297               {
4298                 /* In case both access same array (same location
4299                    just with small difference in constant indexes), merge
4300                    the prefetches.  Just do the later and the earlier will
4301                    get prefetched from previous iteration.
4302                    The artificial threshold should not be too small,
4303                    but also not bigger than small portion of memory usually
4304                    traversed by single loop.  */
4305                 if (index >= info[i].index
4306                     && index - info[i].index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4307                   {
4308                     info[i].write |= d.mem_write;
4309                     info[i].bytes_accessed += size;
4310                     info[i].index = index;
4311                     info[i].giv = iv;
4312                     info[i].class = bl;
4313                     info[num_prefetches].base_address = address;
4314                     add = 0;
4315                     break;
4316                   }
4317
4318                 if (index < info[i].index
4319                     && info[i].index - index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4320                   {
4321                     info[i].write |= d.mem_write;
4322                     info[i].bytes_accessed += size;
4323                     add = 0;
4324                     break;
4325                   }
4326               }
4327
4328           /* Merging failed.  */
4329           if (add)
4330             {
4331               info[num_prefetches].giv = iv;
4332               info[num_prefetches].class = bl;
4333               info[num_prefetches].index = index;
4334               info[num_prefetches].stride = stride;
4335               info[num_prefetches].base_address = address;
4336               info[num_prefetches].write = d.mem_write;
4337               info[num_prefetches].bytes_accessed = size;
4338               num_prefetches++;
4339               if (num_prefetches >= MAX_PREFETCHES)
4340                 {
4341                   if (loop_dump_stream)
4342                     fprintf (loop_dump_stream,
4343                              "Maximal number of prefetches exceeded.\n");
4344                   return;
4345                 }
4346             }
4347         }
4348     }
4349
4350   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4351     {
4352       int density;
4353
4354       /* Attempt to calculate the total number of bytes fetched by all
4355          iterations of the loop.  Avoid overflow.  */
4356       if (LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4357           && ((unsigned HOST_WIDE_INT) (0xffffffff / info[i].stride)
4358               >= LOOP_INFO (loop)->n_iterations))
4359         info[i].total_bytes = info[i].stride * LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
4360       else
4361         info[i].total_bytes = 0xffffffff;
4362
4363       density = info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride;
4364
4365       /* Prefetch might be worthwhile only when the loads/stores are dense.  */
4366       if (PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM)
4367         if (density * 256 > PREFETCH_DENSE_MEM * 100
4368             && (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4369                 >= PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MIN))
4370           {
4371             info[i].prefetch_before_loop = 1;
4372             info[i].prefetch_in_loop
4373               = (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4374                  > PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX);
4375           }
4376         else
4377           {
4378             info[i].prefetch_in_loop = 0, info[i].prefetch_before_loop = 0;
4379             if (loop_dump_stream)
4380               fprintf (loop_dump_stream,
4381                   "Prefetch: ignoring giv at %d: %d%% density is too low.\n",
4382                        INSN_UID (info[i].giv->insn), density);
4383           }
4384       else
4385         info[i].prefetch_in_loop = 1, info[i].prefetch_before_loop = 1;
4386
4387       /* Find how many prefetch instructions we'll use within the loop.  */
4388       if (info[i].prefetch_in_loop != 0)
4389         {
4390           info[i].prefetch_in_loop = ((info[i].stride + PREFETCH_BLOCK - 1)
4391                                   / PREFETCH_BLOCK);
4392           num_real_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4393           if (info[i].write)
4394             num_real_write_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4395         }
4396     }
4397
4398   /* Determine how many iterations ahead to prefetch within the loop, based
4399      on how many prefetches we currently expect to do within the loop.  */
4400   if (num_real_prefetches != 0)
4401     {
4402       if ((ahead = SIMULTANEOUS_PREFETCHES / num_real_prefetches) == 0)
4403         {
4404           if (loop_dump_stream)
4405             fprintf (loop_dump_stream,
4406                      "Prefetch: ignoring prefetches within loop: ahead is zero; %d < %d\n",
4407                      SIMULTANEOUS_PREFETCHES, num_real_prefetches);
4408           num_real_prefetches = 0, num_real_write_prefetches = 0;
4409         }
4410     }
4411   /* We'll also use AHEAD to determine how many prefetch instructions to
4412      emit before a loop, so don't leave it zero.  */
4413   if (ahead == 0)
4414     ahead = PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX;
4415
4416   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4417     {
4418       /* Update if we've decided not to prefetch anything within the loop.  */
4419       if (num_real_prefetches == 0)
4420         info[i].prefetch_in_loop = 0;
4421
4422       /* Find how many prefetch instructions we'll use before the loop.  */
4423       if (info[i].prefetch_before_loop != 0)
4424         {
4425           int n = info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK;
4426           if (n > ahead)
4427             n = ahead;
4428           info[i].prefetch_before_loop = n;
4429           num_prefetches_before += n;
4430           if (info[i].write)
4431             num_write_prefetches_before += n;
4432         }
4433
4434       if (loop_dump_stream)
4435         {
4436           if (info[i].prefetch_in_loop == 0
4437               && info[i].prefetch_before_loop == 0)
4438             continue;
4439           fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch insn: %d",
4440                    INSN_UID (info[i].giv->insn));
4441           fprintf (loop_dump_stream,
4442                    "; in loop: %d; before: %d; %s\n",
4443                    info[i].prefetch_in_loop,
4444                    info[i].prefetch_before_loop,
4445                    info[i].write ? "read/write" : "read only");
4446           fprintf (loop_dump_stream,
4447                    " density: %d%%; bytes_accessed: %u; total_bytes: %u\n",
4448                    (int) (info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride),
4449                    info[i].bytes_accessed, info[i].total_bytes);
4450           fprintf (loop_dump_stream, " index: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
4451                    "; stride: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "; address: ",
4452                    info[i].index, info[i].stride);
4453           print_rtl (loop_dump_stream, info[i].base_address);
4454           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4455         }
4456     }
4457
4458   if (num_real_prefetches + num_prefetches_before > 0)
4459     {
4460       /* Record that this loop uses prefetch instructions.  */
4461       LOOP_INFO (loop)->has_prefetch = 1;
4462
4463       if (loop_dump_stream)
4464         {
4465           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed within loop: %d (write: %d)\n",
4466                    num_real_prefetches, num_real_write_prefetches);
4467           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed before loop: %d (write: %d)\n",
4468                    num_prefetches_before, num_write_prefetches_before);
4469         }
4470     }
4471
4472   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4473     {
4474       int y;
4475
4476       for (y = 0; y < info[i].prefetch_in_loop; y++)
4477         {
4478           rtx loc = copy_rtx (*info[i].giv->location);
4479           rtx insn;
4480           int bytes_ahead = PREFETCH_BLOCK * (ahead + y);
4481           rtx before_insn = info[i].giv->insn;
4482           rtx prev_insn = PREV_INSN (info[i].giv->insn);
4483           rtx seq;
4484
4485           /* We can save some effort by offsetting the address on
4486              architectures with offsettable memory references.  */
4487           if (offsettable_address_p (0, VOIDmode, loc))
4488             loc = plus_constant (loc, bytes_ahead);
4489           else
4490             {
4491               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4492               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, loc, const1_rtx,
4493                                             GEN_INT (bytes_ahead), reg,
4494                                             0, before_insn);
4495               loc = reg;
4496             }
4497
4498           start_sequence ();
4499           /* Make sure the address operand is valid for prefetch.  */
4500           if (! (*insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].predicate)
4501                   (loc, insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].mode))
4502             loc = force_reg (Pmode, loc);
4503           emit_insn (gen_prefetch (loc, GEN_INT (info[i].write),
4504                                    GEN_INT (3)));
4505           seq = get_insns ();
4506           end_sequence ();
4507           emit_insn_before (seq, before_insn);
4508
4509           /* Check all insns emitted and record the new GIV
4510              information.  */
4511           insn = NEXT_INSN (prev_insn);
4512           while (insn != before_insn)
4513             {
4514               insn = check_insn_for_givs (loop, insn,
4515                                           info[i].giv->always_executed,
4516                                           info[i].giv->maybe_multiple);
4517               insn = NEXT_INSN (insn);
4518             }
4519         }
4520
4521       if (PREFETCH_BEFORE_LOOP)
4522         {
4523           /* Emit insns before the loop to fetch the first cache lines or,
4524              if we're not prefetching within the loop, everything we expect
4525              to need.  */
4526           for (y = 0; y < info[i].prefetch_before_loop; y++)
4527             {
4528               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4529               rtx loop_start = loop->start;
4530               rtx init_val = info[i].class->initial_value;
4531               rtx add_val = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode,
4532                                                  info[i].giv->add_val,
4533                                                  GEN_INT (y * PREFETCH_BLOCK));
4534
4535               /* Functions called by LOOP_IV_ADD_EMIT_BEFORE expect a
4536                  non-constant INIT_VAL to have the same mode as REG, which
4537                  in this case we know to be Pmode.  */
4538               if (GET_MODE (init_val) != Pmode && !CONSTANT_P (init_val))
4539                 {
4540                   rtx seq;
4541
4542                   start_sequence ();
4543                   init_val = convert_to_mode (Pmode, init_val, 0);
4544                   seq = get_insns ();
4545                   end_sequence ();
4546                   loop_insn_emit_before (loop, 0, loop_start, seq);
4547                 }
4548               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, init_val,
4549                                             info[i].giv->mult_val,
4550                                             add_val, reg, 0, loop_start);
4551               emit_insn_before (gen_prefetch (reg, GEN_INT (info[i].write),
4552                                               GEN_INT (3)),
4553                                 loop_start);
4554             }
4555         }
4556     }
4557
4558   return;
4559 }
4560 \f
4561 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
4562
4563 static rtx note_insn;
4564
4565 /* Dummy register to have nonzero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
4566
4567 static rtx addr_placeholder;
4568
4569 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
4570    for the strength reduction code.  */
4571
4572 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
4573    bivs, may cause problems.  */
4574
4575 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
4576    performance problems.
4577
4578    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
4579    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
4580    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
4581    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
4582    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
4583    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
4584
4585 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
4586    positive.  */
4587
4588 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
4589    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
4590    e.g. the VAX acb insn.  */
4591
4592 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
4593    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
4594    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
4595 \f
4596 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
4597    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
4598    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
4599
4600 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
4601    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
4602    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
4603
4604 static int
4605 back_branch_in_range_p (const struct loop *loop, rtx insn)
4606 {
4607   rtx p, q, target_insn;
4608   rtx loop_start = loop->start;
4609   rtx loop_end = loop->end;
4610   rtx orig_loop_end = loop->end;
4611
4612   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
4613   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
4614   if (BARRIER_P (loop_end))
4615     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
4616
4617   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
4618      deleted insn following it.  */
4619   while (INSN_DELETED_P (insn))
4620     insn = NEXT_INSN (insn);
4621
4622   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
4623      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
4624      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
4625   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
4626     return 0;
4627
4628   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
4629     {
4630       if (JUMP_P (p))
4631         {
4632           target_insn = JUMP_LABEL (p);
4633
4634           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
4635              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
4636              since insn may not have an LUID entry.  */
4637           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
4638             if (q == target_insn)
4639               return 1;
4640         }
4641     }
4642
4643   return 0;
4644 }
4645
4646 /* Scan the loop body and call FNCALL for each insn.  In the addition to the
4647    LOOP and INSN parameters pass MAYBE_MULTIPLE and NOT_EVERY_ITERATION to the
4648    callback.
4649
4650    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if current insn is not known to be executed at
4651    least once for every loop iteration except for the last one.
4652
4653    MAYBE_MULTIPLE is 1 if current insn may be executed more than once for every
4654    loop iteration.
4655  */
4656 typedef rtx (*loop_insn_callback) (struct loop *, rtx, int, int);
4657 static void
4658 for_each_insn_in_loop (struct loop *loop, loop_insn_callback fncall)
4659 {
4660   int not_every_iteration = 0;
4661   int maybe_multiple = 0;
4662   int past_loop_latch = 0;
4663   bool exit_test_is_entry = false;
4664   rtx p;
4665
4666   /* If loop_scan_start points to the loop exit test, the loop body
4667      cannot be counted on running on every iteration, and we have to
4668      be wary of subversive use of gotos inside expression
4669      statements.  */
4670   if (prev_nonnote_insn (loop->scan_start) != prev_nonnote_insn (loop->start))
4671     {
4672       exit_test_is_entry = true;
4673       maybe_multiple = back_branch_in_range_p (loop, loop->scan_start);
4674     }
4675
4676   /* Scan through loop and update NOT_EVERY_ITERATION and MAYBE_MULTIPLE.  */
4677   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
4678        p != NULL_RTX;
4679        p = next_insn_in_loop (loop, p))
4680     {
4681       p = fncall (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple);
4682
4683       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
4684          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
4685          jump insn between here and the end of the loop either
4686          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
4687          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
4688
4689       if (LABEL_P (p))
4690         {
4691           rtx insn = p;
4692
4693           maybe_multiple = 0;
4694
4695           while (1)
4696             {
4697               insn = NEXT_INSN (insn);
4698               if (insn == loop->scan_start)
4699                 break;
4700               if (insn == loop->end)
4701                 {
4702                   if (loop->top != 0)
4703                     insn = loop->top;
4704                   else
4705                     break;
4706                   if (insn == loop->scan_start)
4707                     break;
4708                 }
4709
4710               if (JUMP_P (insn)
4711                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
4712                   && (!any_condjump_p (insn)
4713                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
4714                           && JUMP_LABEL (insn) != loop->scan_start
4715                           && !loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
4716                 {
4717                   maybe_multiple = 1;
4718                   break;
4719                 }
4720             }
4721         }
4722
4723       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4724          on whether they will be executed during each iteration.  */
4725       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4726          code in scan_loop.  */
4727       if (JUMP_P (p)
4728       /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4729          beginning, don't set not_every_iteration for that.
4730          This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4731          will be executed if the loop is executed.  */
4732           && (exit_test_is_entry
4733               || !(JUMP_LABEL (p) == loop->top
4734                    && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
4735                         && any_uncondjump_p (p))
4736                        || (NEXT_INSN (p) == loop->end
4737                            && any_condjump_p (p))))))
4738         {
4739           rtx label = 0;
4740
4741           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4742              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4743              loop->exits_labels list.  */
4744
4745           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
4746             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4747               break;
4748
4749           if (!label)
4750             not_every_iteration = 1;
4751         }
4752
4753       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
4754          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
4755          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
4756          a new loop iteration.
4757
4758          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
4759          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
4760          which immediately follows LOOP_START.  */
4761       if (JUMP_P (p)
4762           && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop->start))
4763         past_loop_latch = 1;
4764
4765       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4766          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4767          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4768          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4769
4770          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4771          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
4772          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
4773          executed each iteration.  */
4774
4775       if (not_every_iteration
4776           && !past_loop_latch
4777           && LABEL_P (p)
4778           && no_labels_between_p (p, loop->end))
4779         not_every_iteration = 0;
4780     }
4781 }
4782 \f
4783 static void
4784 loop_bivs_find (struct loop *loop)
4785 {
4786   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
4787   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4788   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4789   struct iv_class *bl, **backbl;
4790
4791   ivs->list = 0;
4792
4793   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_bivs);
4794
4795   /* Scan ivs->list to remove all regs that proved not to be bivs.
4796      Make a sanity check against regs->n_times_set.  */
4797   for (backbl = &ivs->list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
4798     {
4799       if (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4800           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
4801           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
4802           || regs->array[bl->regno].n_times_set != bl->biv_count
4803           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
4804              move.  So leave it alone.  */
4805           || ! bl->incremented)
4806         {
4807           if (loop_dump_stream)
4808             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: discarded, %s\n",
4809                      bl->regno,
4810                      (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4811                       ? "not induction variable"
4812                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
4813                          : "count error")));
4814
4815           REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
4816           *backbl = bl->next;
4817         }
4818       else
4819         {
4820           backbl = &bl->next;
4821
4822           if (loop_dump_stream)
4823             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: verified\n", bl->regno);
4824         }
4825     }
4826 }
4827
4828
4829 /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
4830    extended basic block.  */
4831 static void
4832 loop_bivs_init_find (struct loop *loop)
4833 {
4834   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4835   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4836   struct iv_class *bl;
4837   int call_seen;
4838   rtx p;
4839
4840   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
4841      halting at first label.  Also record any test condition.  */
4842
4843   call_seen = 0;
4844   for (p = loop->start; p && !LABEL_P (p); p = PREV_INSN (p))
4845     {
4846       rtx test;
4847
4848       note_insn = p;
4849
4850       if (CALL_P (p))
4851         call_seen = 1;
4852
4853       if (INSN_P (p))
4854         note_stores (PATTERN (p), record_initial, ivs);
4855
4856       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
4857          between it and the start of loop.  We only care about tests with
4858          constants and registers and only certain of those.  */
4859       if (JUMP_P (p)
4860           && JUMP_LABEL (p) != 0
4861           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop->end)
4862           && (test = get_condition_for_loop (loop, p)) != 0
4863           && REG_P (XEXP (test, 0))
4864           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
4865           && (bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (XEXP (test, 0)))) != 0
4866           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop->start)
4867           && bl->init_insn == 0)
4868         {
4869           /* If an NE test, we have an initial value!  */
4870           if (GET_CODE (test) == NE)
4871             {
4872               bl->init_insn = p;
4873               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
4874                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
4875             }
4876           else
4877             bl->initial_test = test;
4878         }
4879     }
4880 }
4881
4882
4883 /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
4884    initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
4885    in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
4886 static void
4887 loop_bivs_check (struct loop *loop)
4888 {
4889   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4890   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4891   struct iv_class *bl;
4892   struct iv_class **backbl;
4893
4894   for (backbl = &ivs->list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
4895     {
4896       rtx src;
4897       rtx note;
4898
4899       if (! bl->init_insn)
4900         continue;
4901
4902       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
4903          is a constant, use the value of that.  */
4904       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
4905            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
4906           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
4907               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
4908         src = XEXP (note, 0);
4909       else
4910         src = SET_SRC (bl->init_set);
4911
4912       if (loop_dump_stream)
4913         fprintf (loop_dump_stream,
4914                  "Biv %d: initialized at insn %d: initial value ",
4915                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
4916
4917       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
4918            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4919           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn,
4920                                     LOOP_INFO (loop)->pre_header_has_call,
4921                                     loop->start))
4922         {
4923           bl->initial_value = src;
4924
4925           if (loop_dump_stream)
4926             {
4927               print_simple_rtl (loop_dump_stream, src);
4928               fputc ('\n', loop_dump_stream);
4929             }
4930         }
4931       /* If we can't make it a giv,
4932          let biv keep initial value of "itself".  */
4933       else if (loop_dump_stream)
4934         fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4935     }
4936 }
4937
4938
4939 /* Search the loop for general induction variables.  */
4940
4941 static void
4942 loop_givs_find (struct loop* loop)
4943 {
4944   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_givs);
4945 }
4946
4947
4948 /* For each giv for which we still don't know whether or not it is
4949    replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4950    can be calculated.  */
4951
4952 static void
4953 loop_givs_check (struct loop *loop)
4954 {
4955   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4956   struct iv_class *bl;
4957
4958   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4959     {
4960       struct induction *v;
4961
4962       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4963         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4964           check_final_value (loop, v);
4965     }
4966 }
4967
4968 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
4969    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
4970    value of giv's.  */
4971
4972 static rtx
4973 fold_rtx_mult_add (rtx mult1, rtx mult2, rtx add1, enum machine_mode mode)
4974 {
4975   rtx temp, mult_res;
4976   rtx result;
4977
4978   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
4979      check to make sure.  */
4980   gcc_assert (GET_MODE (mult1) == mode || GET_MODE (mult1) == VOIDmode);
4981   gcc_assert (GET_MODE (mult2) == mode || GET_MODE (mult2) == VOIDmode);
4982   gcc_assert (GET_MODE (add1) == mode || GET_MODE (add1) == VOIDmode);
4983
4984   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
4985      will be a constant.  */
4986   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
4987     {
4988       temp = mult2;
4989       mult2 = mult1;
4990       mult1 = temp;
4991     }
4992
4993   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
4994   if (! mult_res)
4995     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
4996
4997   /* Again, put the constant second.  */
4998   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
4999     {
5000       temp = add1;
5001       add1 = mult_res;
5002       mult_res = temp;
5003     }
5004
5005   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
5006   if (! result)
5007     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
5008
5009   return result;
5010 }
5011
5012 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
5013    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
5014
5015    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
5016    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
5017
5018 static rtx
5019 biv_total_increment (const struct iv_class *bl)
5020 {
5021   struct induction *v;
5022   rtx result;
5023
5024   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
5025      instruction must be executed only once each time through the loop.
5026      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
5027      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
5028      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
5029      an increment).  */
5030
5031   result = const0_rtx;
5032   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5033     {
5034       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
5035           && ! v->maybe_multiple
5036           && SCALAR_INT_MODE_P (v->mode))
5037         {
5038           /* If we have already counted it, skip it.  */
5039           if (v->same)
5040             continue;
5041
5042           result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
5043         }
5044       else
5045         return 0;
5046     }
5047
5048   return result;
5049 }
5050
5051 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
5052    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
5053    the register to some value, and appears before the first use of the register
5054    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
5055
5056 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
5057    it can search past if statements and other similar structures.  */
5058
5059 static int
5060 reg_dead_after_loop (const struct loop *loop, rtx reg)
5061 {
5062   rtx insn, label;
5063   int jump_count = 0;
5064   int label_count = 0;
5065
5066   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
5067      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
5068      have any way to identify those, so we just give up if there are any
5069      such inner loop exits.  */
5070
5071   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5072     label_count++;
5073
5074   if (label_count != loop->exit_count)
5075     return 0;
5076
5077   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
5078      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
5079      list to it.  */
5080   label = gen_rtx_LABEL_REF (Pmode, loop->end);
5081   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
5082
5083   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5084     {
5085       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
5086          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
5087          a conditional jump.  */
5088
5089       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
5090       while (insn)
5091         {
5092           if (INSN_P (insn))
5093             {
5094               rtx set, note;
5095
5096               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
5097                 return 0;
5098
5099               note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
5100               if (note && reg_overlap_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
5101                 return 0;
5102
5103               set = single_set (insn);
5104               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
5105                 break;
5106
5107               if (JUMP_P (insn))
5108                 {
5109                   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
5110                     break;
5111                   else if (!any_uncondjump_p (insn)
5112                            /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
5113                            || jump_count++ > 20)
5114                     return 0;
5115                   else
5116                     insn = JUMP_LABEL (insn);
5117                 }
5118             }
5119
5120           insn = NEXT_INSN (insn);
5121         }
5122     }
5123
5124   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
5125   return 1;
5126 }
5127
5128 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
5129    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
5130
5131 static rtx
5132 final_biv_value (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5133 {
5134   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
5135   rtx increment, tem;
5136
5137   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
5138
5139   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
5140     return 0;
5141
5142   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
5143      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
5144      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
5145      no other loop exits, so we can return any value.  */
5146   if (bl->reversed)
5147     {
5148       if (loop_dump_stream)
5149         fprintf (loop_dump_stream,
5150                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
5151
5152       return const0_rtx;
5153     }
5154
5155   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
5156      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
5157      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
5158      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
5159      value of the biv must be invariant.  */
5160
5161   if (n_iterations != 0
5162       && ! loop->exit_count
5163       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
5164     {
5165       increment = biv_total_increment (bl);
5166
5167       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
5168         {
5169           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
5170              end to calculate this value into a temporary register in
5171              case it is needed later.  */
5172
5173           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
5174           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
5175           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
5176                                  bl->initial_value, tem);
5177
5178           if (loop_dump_stream)
5179             fprintf (loop_dump_stream,
5180                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
5181
5182           return tem;
5183         }
5184     }
5185
5186   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
5187   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
5188     {
5189       if (loop_dump_stream)
5190         fprintf (loop_dump_stream,
5191                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
5192                  bl->regno);
5193
5194       return const0_rtx;
5195     }
5196
5197   return 0;
5198 }
5199
5200 /* Return nonzero if it is possible to eliminate the biv BL provided
5201    all givs are reduced.  This is possible if either the reg is not
5202    used outside the loop, or we can compute what its final value will
5203    be.  */
5204
5205 static int
5206 loop_biv_eliminable_p (struct loop *loop, struct iv_class *bl,
5207                        int threshold, int insn_count)
5208 {
5209   /* For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
5210      don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for this
5211      biv.  */
5212
5213 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
5214   if (bl->nonneg)
5215     {
5216       if (loop_dump_stream)
5217         fprintf (loop_dump_stream,
5218                  "Cannot eliminate nonneg biv %d.\n", bl->regno);
5219       return 0;
5220     }
5221 #endif
5222
5223   /* Check that biv is used outside loop or if it has a final value.
5224      Compare against bl->init_insn rather than loop->start.  We aren't
5225      concerned with any uses of the biv between init_insn and
5226      loop->start since these won't be affected by the value of the biv
5227      elsewhere in the function, so long as init_insn doesn't use the
5228      biv itself.  */
5229
5230   if ((REGNO_LAST_LUID (bl->regno) < INSN_LUID (loop->end)
5231        && bl->init_insn
5232        && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
5233        && REGNO_FIRST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (bl->init_insn)
5234        && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
5235       || (bl->final_value = final_biv_value (loop, bl)))
5236     return maybe_eliminate_biv (loop, bl, 0, threshold, insn_count);
5237
5238   if (loop_dump_stream)
5239     {
5240       fprintf (loop_dump_stream,
5241                "Cannot eliminate biv %d.\n",
5242                bl->regno);
5243       fprintf (loop_dump_stream,
5244                "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
5245                REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
5246                REGNO_LAST_UID (bl->regno));
5247     }
5248   return 0;
5249 }
5250
5251
5252 /* Reduce each giv of BL that we have decided to reduce.  */
5253
5254 static void
5255 loop_givs_reduce (struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5256 {
5257   struct induction *v;
5258
5259   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5260     {
5261       struct induction *tv;
5262       if (! v->ignore && v->same == 0)
5263         {
5264           int auto_inc_opt = 0;
5265
5266           /* If the code for derived givs immediately below has already
5267              allocated a new_reg, we must keep it.  */
5268           if (! v->new_reg)
5269             v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
5270
5271 #ifdef AUTO_INC_DEC
5272           /* If the target has auto-increment addressing modes, and
5273              this is an address giv, then try to put the increment
5274              immediately after its use, so that flow can create an
5275              auto-increment addressing mode.  */
5276           /* Don't do this for loops entered at the bottom, to avoid
5277              this invalid transformation:
5278                 jmp L;          ->          jmp L;
5279              TOP:                       TOP:
5280                 use giv                     use giv
5281              L:                             inc giv
5282                 inc biv                 L:
5283                 test biv                    test giv
5284                 cbr TOP                     cbr TOP
5285           */
5286           if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
5287               && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
5288               /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
5289                  does not have a valid INSN_LUID.  */
5290               && ! bl->reversed
5291               && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
5292               && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop
5293               && !loop->top)    
5294             {
5295               /* If other giv's have been combined with this one, then
5296                  this will work only if all uses of the other giv's occur
5297                  before this giv's insn.  This is difficult to check.
5298
5299                  We simplify this by looking for the common case where
5300                  there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
5301                  last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
5302                  increment occurs after the address giv, then we can
5303                  perform the optimization.  (Otherwise, the increment
5304                  would have to go before other_giv, and we would not be
5305                  able to combine it with the address giv to get an
5306                  auto-inc address.)  */
5307               if (v->combined_with)
5308                 {
5309                   struct induction *other_giv = 0;
5310
5311                   for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
5312                     if (tv->same == v)
5313                       {
5314                         if (other_giv)
5315                           break;
5316                         else
5317                           other_giv = tv;
5318                       }
5319                   if (! tv && other_giv
5320                       && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
5321                       && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
5322                           == INSN_UID (v->insn))
5323                       && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
5324                     auto_inc_opt = 1;
5325                 }
5326               /* Check for case where increment is before the address
5327                  giv.  Do this test in "loop order".  */
5328               else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
5329                         && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5330                             || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
5331                                 > INSN_LUID (loop->scan_start))))
5332                        || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5333                            && (INSN_LUID (loop->scan_start)
5334                                < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
5335                 auto_inc_opt = -1;
5336               else
5337                 auto_inc_opt = 1;
5338
5339 #ifdef HAVE_cc0
5340               {
5341                 rtx prev;
5342
5343                 /* We can't put an insn immediately after one setting
5344                    cc0, or immediately before one using cc0.  */
5345                 if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
5346                     || (auto_inc_opt == -1
5347                         && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
5348                         && INSN_P (prev)
5349                         && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
5350                   auto_inc_opt = 0;
5351               }
5352 #endif
5353
5354               if (auto_inc_opt)
5355                 v->auto_inc_opt = 1;
5356             }
5357 #endif
5358
5359           /* For each place where the biv is incremented, add an insn
5360              to increment the new, reduced reg for the giv.  */
5361           for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
5362             {
5363               rtx insert_before;
5364
5365               /* Skip if location is the same as a previous one.  */
5366               if (tv->same)
5367                 continue;
5368               if (! auto_inc_opt)
5369                 insert_before = NEXT_INSN (tv->insn);
5370               else if (auto_inc_opt == 1)
5371                 insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
5372               else
5373                 insert_before = v->insn;
5374
5375               if (tv->mult_val == const1_rtx)
5376                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5377                                               v->new_reg, v->new_reg,
5378                                               0, insert_before);
5379               else /* tv->mult_val == const0_rtx */
5380                 /* A multiply is acceptable here
5381                    since this is presumed to be seldom executed.  */
5382                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5383                                               v->add_val, v->new_reg,
5384                                               0, insert_before);
5385             }
5386
5387           /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
5388
5389           loop_iv_add_mult_hoist (loop,
5390                                   extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5391                                   v->mult_val, v->add_val, v->new_reg);
5392         }
5393     }
5394 }
5395
5396
5397 /* Check for givs whose first use is their definition and whose
5398    last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
5399    dead and should not be used to derive another giv nor to
5400    eliminate a biv.  */
5401
5402 static void
5403 loop_givs_dead_check (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, struct iv_class *bl)
5404 {
5405   struct induction *v;
5406
5407   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5408     {
5409       if (v->ignore
5410           || (v->same && v->same->ignore))
5411         continue;
5412
5413       if (v->giv_type == DEST_REG
5414           && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
5415         {
5416           struct induction *v1;
5417
5418           for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
5419             if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
5420               v->maybe_dead = 1;
5421         }
5422     }
5423 }
5424
5425
5426 static void
5427 loop_givs_rescan (struct loop *loop, struct iv_class *bl, rtx *reg_map)
5428 {
5429   struct induction *v;
5430
5431   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5432     {
5433       if (v->same && v->same->ignore)
5434         v->ignore = 1;
5435
5436       if (v->ignore)
5437         continue;
5438
5439       /* Update expression if this was combined, in case other giv was
5440          replaced.  */
5441       if (v->same)
5442         v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
5443                                   v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
5444
5445       /* See if this register is known to be a pointer to something.  If
5446          so, see if we can find the alignment.  First see if there is a
5447          destination register that is a pointer.  If so, this shares the
5448          alignment too.  Next see if we can deduce anything from the
5449          computational information.  If not, and this is a DEST_ADDR
5450          giv, at least we know that it's a pointer, though we don't know
5451          the alignment.  */
5452       if (REG_P (v->new_reg)
5453           && v->giv_type == DEST_REG
5454           && REG_POINTER (v->dest_reg))
5455         mark_reg_pointer (v->new_reg,
5456                           REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->dest_reg)));
5457       else if (REG_P (v->new_reg)
5458                && REG_POINTER (v->src_reg))
5459         {
5460           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->src_reg));
5461
5462           if (align == 0
5463               || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
5464               || INTVAL (v->add_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5465             align = 0;
5466
5467           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5468         }
5469       else if (REG_P (v->new_reg)
5470                && REG_P (v->add_val)
5471                && REG_POINTER (v->add_val))
5472         {
5473           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->add_val));
5474
5475           if (align == 0 || GET_CODE (v->mult_val) != CONST_INT
5476               || INTVAL (v->mult_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5477             align = 0;
5478
5479           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5480         }
5481       else if (REG_P (v->new_reg) && v->giv_type == DEST_ADDR)
5482         mark_reg_pointer (v->new_reg, 0);
5483
5484       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
5485         {
5486           /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
5487              this giv.  */
5488           if (validate_change_maybe_volatile (v->insn, v->location,
5489                                               v->new_reg))
5490             /* Yay, it worked!  */;
5491           /* Not replaceable; emit an insn to set the original
5492              giv reg from the reduced giv.  */
5493           else if (REG_P (*v->location))
5494             loop_insn_emit_before (loop, 0, v->insn,
5495                                    gen_move_insn (*v->location,
5496                                                   v->new_reg));
5497           else if (GET_CODE (*v->location) == PLUS
5498                    && REG_P (XEXP (*v->location, 0))
5499                    && CONSTANT_P (XEXP (*v->location, 1)))
5500             {
5501               rtx tem;
5502               start_sequence ();
5503               tem = expand_simple_binop (GET_MODE (*v->location), MINUS,
5504                                          v->new_reg, XEXP (*v->location, 1),
5505                                          NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
5506               emit_move_insn (XEXP (*v->location, 0), tem);
5507               tem = get_insns ();
5508               end_sequence ();
5509               loop_insn_emit_before (loop, 0, v->insn, tem);
5510             }
5511           else
5512             {
5513               /* If it wasn't a reg, create a pseudo and use that.  */
5514               rtx reg, seq;
5515               start_sequence ();
5516               reg = force_reg (v->mode, *v->location);
5517               seq = get_insns ();
5518               end_sequence ();
5519               loop_insn_emit_before (loop, 0, v->insn, seq);
5520               if (!validate_change_maybe_volatile (v->insn, v->location, reg))
5521                 gcc_unreachable ();
5522             }
5523         }
5524       else if (v->replaceable)
5525         {
5526           reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
5527         }
5528       else
5529         {
5530           rtx original_insn = v->insn;
5531           rtx note;
5532
5533           /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
5534              the reduced giv, same as above.  */
5535           v->insn = loop_insn_emit_after (loop, 0, original_insn,
5536                                           gen_move_insn (v->dest_reg,
5537                                                          v->new_reg));
5538
5539           /* The original insn may have a REG_EQUAL note.  This note is
5540              now incorrect and may result in invalid substitutions later.
5541              The original insn is dead, but may be part of a libcall
5542              sequence, which doesn't seem worth the bother of handling.  */
5543           note = find_reg_note (original_insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5544           if (note)
5545             remove_note (original_insn, note);
5546         }
5547
5548       /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
5549          biv, and which are live outside the loop, must be set to their
5550          correct final value.  This insn is only needed if the giv is
5551          not replaceable.  The correct final value is the same as the
5552          value that the giv starts the reversed loop with.  */
5553       if (bl->reversed && ! v->replaceable)
5554         loop_iv_add_mult_sink (loop,
5555                                extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5556                                v->mult_val, v->add_val, v->dest_reg);
5557       else if (v->final_value)
5558         loop_insn_sink_or_swim (loop,
5559                                 gen_load_of_final_value (v->dest_reg,
5560                                                          v->final_value));
5561
5562       if (loop_dump_stream)
5563         {
5564           fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
5565                    INSN_UID (v->insn));
5566           print_simple_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
5567           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5568         }
5569     }
5570 }
5571
5572
5573 static int
5574 loop_giv_reduce_benefit (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
5575                          struct iv_class *bl, struct induction *v,
5576                          rtx test_reg)
5577 {
5578   int add_cost;
5579   int benefit;
5580
5581   benefit = v->benefit;
5582   PUT_MODE (test_reg, v->mode);
5583   add_cost = iv_add_mult_cost (bl->biv->add_val, v->mult_val,
5584                                test_reg, test_reg);
5585
5586   /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert a
5587      move-insn to replace the insn that calculates this giv.  Don't do
5588      this unless the giv is a user variable, since it will often be
5589      marked non-replaceable because of the duplication of the exit
5590      code outside the loop.  In such a case, the copies we insert are
5591      dead and will be deleted.  So they don't have a cost.  Similar
5592      situations exist.  */
5593   /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job of
5594      finding replaceable giv's, and hence this code may no longer be
5595      necessary.  */
5596   if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
5597       && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
5598     benefit -= copy_cost;
5599
5600   /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will insert
5601      to increment the reduced reg for the giv.  ??? This can
5602      overestimate the run-time cost of the additional insns, e.g. if
5603      there are multiple basic blocks that increment the biv, but only
5604      one of these blocks is executed during each iteration.  There is
5605      no good way to detect cases like this with the current structure
5606      of the loop optimizer.  This code is more accurate for
5607      determining code size than run-time benefits.  */
5608   benefit -= add_cost * bl->biv_count;
5609
5610   /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
5611      unchanged (recompute it from the biv each time it is used).  This
5612      decision can be made independently for each giv.  */
5613
5614 #ifdef AUTO_INC_DEC
5615   /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
5616      new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
5617      add_cost that was done above).  */
5618   if (v->giv_type == DEST_ADDR
5619       /* Increasing the benefit is risky, since this is only a guess.
5620          Avoid increasing register pressure in cases where there would
5621          be no other benefit from reducing this giv.  */
5622       && benefit > 0
5623       && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
5624     {
5625       int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (v->mem));
5626
5627       if (HAVE_POST_INCREMENT
5628           && INTVAL (v->mult_val) == size)
5629         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5630       else if (HAVE_PRE_INCREMENT
5631                && INTVAL (v->mult_val) == size)
5632         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5633       else if (HAVE_POST_DECREMENT
5634                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5635         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5636       else if (HAVE_PRE_DECREMENT
5637                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5638         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5639     }
5640 #endif
5641
5642   return benefit;
5643 }
5644
5645
5646 /* Free IV structures for LOOP.  */
5647
5648 static void
5649 loop_ivs_free (struct loop *loop)
5650 {
5651   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5652   struct iv_class *iv = ivs->list;
5653
5654   free (ivs->regs);
5655
5656   while (iv)
5657     {
5658       struct iv_class *next = iv->next;
5659       struct induction *induction;
5660       struct induction *next_induction;
5661
5662       for (induction = iv->biv; induction; induction = next_induction)
5663         {
5664           next_induction = induction->next_iv;
5665           free (induction);
5666         }
5667       for (induction = iv->giv; induction; induction = next_induction)
5668         {
5669           next_induction = induction->next_iv;
5670           free (induction);
5671         }
5672
5673       free (iv);
5674       iv = next;
5675     }
5676 }
5677
5678 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
5679    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
5680    the SET_SRC of REG.  */
5681
5682 static rtx
5683 loop_find_equiv_value (const struct loop *loop, rtx reg)
5684 {
5685   rtx loop_start = loop->start;
5686   rtx insn, set;
5687   rtx ret;
5688
5689   ret = reg;
5690   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
5691     {
5692       if (LABEL_P (insn))
5693         break;
5694
5695       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
5696         {
5697           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
5698              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
5699              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
5700           if ((set = single_set (insn))
5701               && (SET_DEST (set) == reg))
5702             {
5703               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5704
5705               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
5706                  Other things, divide in particular, will cause
5707                  problems later if we use them.  */
5708               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
5709                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
5710                 ret = XEXP (note, 0);
5711               else
5712                 ret = SET_SRC (set);
5713
5714               /* We cannot do this if it changes between the
5715                  assignment and loop start though.  */
5716               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
5717                 ret = reg;
5718             }
5719           break;
5720         }
5721     }
5722   return ret;
5723 }
5724
5725 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
5726    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
5727    REG or a PLUS of a REG.  */
5728
5729 static rtx
5730 find_common_reg_term (rtx op0, rtx op1)
5731 {
5732   if ((REG_P (op0) || GET_CODE (op0) == PLUS)
5733       && (REG_P (op1) || GET_CODE (op1) == PLUS))
5734     {
5735       rtx op00;
5736       rtx op01;
5737       rtx op10;
5738       rtx op11;
5739
5740       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
5741         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
5742       else
5743         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
5744
5745       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
5746         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
5747       else
5748         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
5749
5750       /* Find and return common register term if present.  */
5751       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
5752         return op00;
5753       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
5754         return op01;
5755     }
5756
5757   /* No common register term found.  */
5758   return NULL_RTX;
5759 }
5760
5761 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
5762    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
5763    be calculated, otherwise returns zero.  */
5764
5765 static unsigned HOST_WIDE_INT
5766 loop_iterations (struct loop *loop)
5767 {
5768   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
5769   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5770   rtx comparison, comparison_value;
5771   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
5772   enum rtx_code comparison_code;
5773   HOST_WIDE_INT inc;
5774   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
5775   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
5776   int off_by_one;
5777   int increment_dir;
5778   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
5779   rtx last_loop_insn;
5780   struct iv_class *bl;
5781
5782   loop_info->n_iterations = 0;
5783   loop_info->initial_value = 0;
5784   loop_info->initial_equiv_value = 0;
5785   loop_info->comparison_value = 0;
5786   loop_info->final_value = 0;
5787   loop_info->final_equiv_value = 0;
5788   loop_info->increment = 0;
5789   loop_info->iteration_var = 0;
5790   loop_info->iv = 0;
5791
5792   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
5793      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
5794      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
5795      loop_end.  */
5796   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
5797
5798   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
5799      at the end of the loop.  The following code assumes that
5800      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
5801   if (!JUMP_P (last_loop_insn))
5802     {
5803       if (loop_dump_stream)
5804         fprintf (loop_dump_stream,
5805                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
5806       return 0;
5807     }
5808
5809   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
5810      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
5811   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
5812     {
5813       if (loop_dump_stream)
5814         fprintf (loop_dump_stream,
5815                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
5816       return 0;
5817     }
5818
5819   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
5820      branch, and the insn before tests a register value, make that the
5821      iteration variable.  */
5822
5823   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
5824   if (comparison == 0)
5825     {
5826       if (loop_dump_stream)
5827         fprintf (loop_dump_stream,
5828                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
5829       return 0;
5830     }
5831
5832   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
5833      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
5834
5835   comparison_code = GET_CODE (comparison);
5836   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
5837   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
5838
5839   if (!REG_P (iteration_var))
5840     {
5841       if (loop_dump_stream)
5842         fprintf (loop_dump_stream,
5843                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
5844       return 0;
5845     }
5846
5847   /* The only new registers that are created before loop iterations
5848      are givs made from biv increments or registers created by
5849      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
5850      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
5851      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
5852
5853   gcc_assert ((unsigned) REGNO (iteration_var) < ivs->n_regs
5854               || REG_USERVAR_P (iteration_var));
5855
5856   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
5857      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
5858      the strength reduction pass to calculate these values.  */
5859
5860   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
5861   initial_value = 0;
5862   increment = 0;
5863
5864   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
5865      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
5866      value if possible.  */
5867
5868   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
5869      reg_iv_type entry for it.  */
5870   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
5871     {
5872       if (loop_dump_stream)
5873         fprintf (loop_dump_stream,
5874                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
5875       return 0;
5876     }
5877
5878   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
5879      could result in a number of iterations greater than the range of our
5880      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
5881   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
5882             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5883     {
5884       if (loop_dump_stream)
5885         fprintf (loop_dump_stream,
5886                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
5887       return 0;
5888     }
5889   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
5890     {
5891       if (loop_dump_stream)
5892         fprintf (loop_dump_stream,
5893                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
5894       return 0;
5895     }
5896
5897   /* Try swapping the comparison to identify a suitable iv.  */
5898   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != BASIC_INDUCT
5899       && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != GENERAL_INDUCT
5900       && REG_P (comparison_value)
5901       && REGNO (comparison_value) < ivs->n_regs)
5902     {
5903       rtx temp = comparison_value;
5904       comparison_code = swap_condition (comparison_code);
5905       comparison_value = iteration_var;
5906       iteration_var = temp;
5907     }
5908
5909   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
5910     {
5911       gcc_assert (REGNO (iteration_var) < ivs->n_regs);
5912
5913       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
5914       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
5915       initial_value = bl->initial_value;
5916       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
5917         {
5918           if (loop_dump_stream)
5919             fprintf (loop_dump_stream,
5920                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
5921           return 0;
5922         }
5923
5924       increment = biv_total_increment (bl);
5925     }
5926   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
5927     {
5928       HOST_WIDE_INT offset = 0;
5929       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
5930       rtx biv_initial_value;
5931
5932       gcc_assert (REGNO (v->src_reg) < ivs->n_regs);
5933
5934       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
5935         {
5936           if (loop_dump_stream)
5937             fprintf (loop_dump_stream,
5938                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
5939           return 0;
5940         }
5941
5942       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
5943
5944       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
5945
5946       increment = biv_total_increment (bl);
5947       if (increment)
5948         {
5949           struct induction *biv_inc;
5950
5951           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
5952                                          extend_value_for_giv (v, increment),
5953                                          const0_rtx, v->mode);
5954           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
5955              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
5956              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
5957              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
5958              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
5959              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
5960           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
5961             {
5962               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
5963                 {
5964                   if (REG_P (biv_inc->add_val))
5965                     {
5966                       if (loop_dump_stream)
5967                         fprintf (loop_dump_stream,
5968                                  "Loop iterations: Basic induction var add_val is REG %d.\n",
5969                                  REGNO (biv_inc->add_val));
5970                         return 0;
5971                     }
5972
5973                   /* If we have already counted it, skip it.  */
5974                   if (biv_inc->same)
5975                     continue;
5976
5977                   offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
5978                 }
5979             }
5980         }
5981       if (loop_dump_stream)
5982         fprintf (loop_dump_stream,
5983                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
5984                  (long) offset);
5985
5986       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
5987          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
5988       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
5989       initial_value
5990         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
5991                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
5992                              v->add_val, v->mode);
5993     }
5994   else
5995     {
5996       if (loop_dump_stream)
5997         fprintf (loop_dump_stream,
5998                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
5999       return 0;
6000     }
6001
6002   if (initial_value == 0)
6003     return 0;
6004
6005   unsigned_p = 0;
6006   off_by_one = 0;
6007   switch (comparison_code)
6008     {
6009     case LEU:
6010       unsigned_p = 1;
6011     case LE:
6012       compare_dir = 1;
6013       off_by_one = 1;
6014       break;
6015     case GEU:
6016       unsigned_p = 1;
6017     case GE:
6018       compare_dir = -1;
6019       off_by_one = -1;
6020       break;
6021     case EQ:
6022       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
6023       compare_dir = 0;
6024       break;
6025     case LTU:
6026       unsigned_p = 1;
6027     case LT:
6028       compare_dir = 1;
6029       break;
6030     case GTU:
6031       unsigned_p = 1;
6032     case GT:
6033       compare_dir = -1;
6034       break;
6035     case NE:
6036       compare_dir = 0;
6037       break;
6038     default:
6039       gcc_unreachable ();
6040     }
6041
6042   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
6043      its value from the insns before the start of the loop.  */
6044
6045   final_value = comparison_value;
6046   if (REG_P (comparison_value)
6047       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
6048     {
6049       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
6050
6051       /* If we don't get an invariant final value, we are better
6052          off with the original register.  */
6053       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
6054         final_value = comparison_value;
6055     }
6056
6057   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
6058      (on the last successful iteration).  The exact final value
6059      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
6060      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
6061      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
6062      initial_value) % increment != 0.
6063      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
6064      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
6065      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
6066   if (off_by_one)
6067     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
6068
6069   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
6070      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
6071      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
6072      optimizations may obscure the loop's structure.
6073
6074      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
6075      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
6076      Only the difference between final_value and initial_value is
6077      important.  Note that final_value is only approximate.  */
6078   loop_info->initial_value = initial_value;
6079   loop_info->comparison_value = comparison_value;
6080   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
6081   loop_info->increment = increment;
6082   loop_info->iteration_var = iteration_var;
6083   loop_info->comparison_code = comparison_code;
6084   loop_info->iv = bl;
6085
6086   /* Try to determine the iteration count for loops such
6087      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
6088      loop optimization twice, the first pass often converts simple
6089      loops into this form.  */
6090
6091   if (REG_P (initial_value))
6092     {
6093       rtx reg1;
6094       rtx reg2;
6095       rtx const2;
6096
6097       reg1 = initial_value;
6098       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
6099         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
6100       else
6101         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
6102
6103       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
6104          where reg1 != reg2.  */
6105       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
6106         {
6107           rtx temp;
6108
6109           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
6110              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
6111           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
6112
6113           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
6114             initial_value = temp;
6115           else if (loop_invariant_p (loop, reg2))
6116             {
6117               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
6118                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
6119                  the latter case for now since it is not so common.  */
6120               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
6121
6122               if (temp == loop_info->iteration_var)
6123                 temp = initial_value;
6124               if (temp == reg1)
6125                 final_value = (const2 == const0_rtx)
6126                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
6127             }
6128         }
6129     }
6130
6131   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
6132   loop_info->final_equiv_value = final_value;
6133
6134   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
6135      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
6136      return early for any other reason.  */
6137   if (comparison_code == EQ)
6138     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
6139
6140   if (increment == 0)
6141     {
6142       if (loop_dump_stream)
6143         fprintf (loop_dump_stream,
6144                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
6145       return 0;
6146     }
6147
6148   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6149     {
6150       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
6151       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
6152          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
6153       if (REG_P (increment) || GET_CODE (increment) == SUBREG)
6154         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
6155
6156       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6157         {
6158           if (loop_dump_stream)
6159             {
6160               fprintf (loop_dump_stream,
6161                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
6162               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
6163               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6164             }
6165           return 0;
6166         }
6167       loop_info->increment = increment;
6168     }
6169
6170   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
6171     {
6172       if (loop_dump_stream)
6173         {
6174           fprintf (loop_dump_stream,
6175                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
6176           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
6177           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6178         }
6179       return 0;
6180     }
6181   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
6182     {
6183       if (loop_dump_stream)
6184         {
6185           fprintf (loop_dump_stream,
6186                    "Loop iterations: Final value not constant ");
6187           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
6188           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6189         }
6190       return 0;
6191     }
6192   else if (comparison_code == EQ)
6193     {
6194       rtx inc_once;
6195
6196       if (loop_dump_stream)
6197         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
6198
6199       inc_once = gen_int_mode (INTVAL (initial_value) + INTVAL (increment),
6200                                GET_MODE (iteration_var));
6201
6202       if (inc_once == final_value)
6203         {
6204           /* The iterator value once through the loop is equal to the
6205              comparison value.  Either we have an infinite loop, or
6206              we'll loop twice.  */
6207           if (increment == const0_rtx)
6208             return 0;
6209           loop_info->n_iterations = 2;
6210         }
6211       else
6212         loop_info->n_iterations = 1;
6213
6214       if (GET_CODE (loop_info->initial_value) == CONST_INT)
6215         loop_info->final_value
6216           = gen_int_mode ((INTVAL (loop_info->initial_value)
6217                            + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6218                           GET_MODE (iteration_var));
6219       else
6220         loop_info->final_value
6221           = plus_constant (loop_info->initial_value,
6222                            loop_info->n_iterations * INTVAL (increment));
6223       loop_info->final_equiv_value
6224         = gen_int_mode ((INTVAL (initial_value)
6225                          + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6226                         GET_MODE (iteration_var));
6227       return loop_info->n_iterations;
6228     }
6229
6230   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
6231   if (unsigned_p)
6232     final_larger
6233       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6234          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
6235         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6236            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
6237   else
6238     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
6239       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
6240
6241   if (INTVAL (increment) > 0)
6242     increment_dir = 1;
6243   else if (INTVAL (increment) == 0)
6244     increment_dir = 0;
6245   else
6246     increment_dir = -1;
6247
6248   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
6249      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
6250      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
6251      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
6252      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
6253      Only try to optimize the normal cases.  */
6254
6255   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
6256      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
6257      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
6258      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
6259      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
6260
6261   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
6262      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
6263      eliminate all of these special checks, and just always assume
6264      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
6265      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
6266      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
6267      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
6268      loops can be optimized.
6269
6270      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
6271      because the action on overflow is undefined.
6272
6273      See also the special test for NE loops below.  */
6274
6275   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
6276       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
6277     /* Normal case.  */
6278     ;
6279   else
6280     {
6281       if (loop_dump_stream)
6282         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
6283       return 0;
6284     }
6285
6286   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
6287      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
6288      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
6289
6290   inc = INTVAL (increment);
6291   gcc_assert (inc);
6292   if (inc > 0)
6293     {
6294       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
6295       abs_inc = inc;
6296     }
6297   else
6298     {
6299       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
6300       abs_inc = -inc;
6301     }
6302
6303   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
6304      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
6305      into the picture due to sign extension of initial and final
6306      values.  */
6307   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT) 1
6308                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
6309                << 1) - 1;
6310
6311   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
6312      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
6313      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
6314      can not calculate the number of iterations.  */
6315   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
6316     return 0;
6317
6318   /* Note that the number of iterations could be calculated using
6319      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
6320      handle potential overflow of the summation.  */
6321   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
6322   return loop_info->n_iterations;
6323 }
6324
6325 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
6326
6327    Pseudo registers created during this function will be beyond the
6328    last valid index in several tables including
6329    REGS->ARRAY[I].N_TIMES_SET and REGNO_LAST_UID.  This does not cause a
6330    problem here, because the added registers cannot be givs outside of
6331    their loop, and hence will never be reconsidered.  But scan_loop
6332    must check regnos to make sure they are in bounds.  */
6333
6334 static void
6335 strength_reduce (struct loop *loop, int flags)
6336 {
6337   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
6338   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6339   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6340   rtx p;
6341   /* Temporary list pointer for traversing ivs->list.  */
6342   struct iv_class *bl;
6343   /* Ratio of extra register life span we can justify
6344      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
6345      since in that case saving an insn makes more difference
6346      and more registers are available.  */
6347   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
6348   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
6349   /* Map of pseudo-register replacements.  */
6350   rtx *reg_map = NULL;
6351   int reg_map_size;
6352   rtx test_reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
6353   int insn_count = count_insns_in_loop (loop);
6354
6355   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
6356
6357   ivs->n_regs = max_reg_before_loop;
6358   ivs->regs = xcalloc (ivs->n_regs, sizeof (struct iv));
6359
6360   /* Find all BIVs in loop.  */
6361   loop_bivs_find (loop);
6362
6363   /* Exit if there are no bivs.  */
6364   if (! ivs->list)
6365     {
6366       loop_ivs_free (loop);
6367       return;
6368     }
6369
6370   /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
6371      extended basic block.  */
6372   loop_bivs_init_find (loop);
6373
6374   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
6375      initial value from any initializing insns set up above.  */
6376   loop_bivs_check (loop);
6377
6378   /* Search the loop for general induction variables.  */
6379   loop_givs_find (loop);
6380
6381   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
6382      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
6383      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
6384      fail if the iteration variable is a giv.  */
6385   loop_iterations (loop);
6386
6387 #ifdef HAVE_prefetch
6388   if (flags & LOOP_PREFETCH)
6389     emit_prefetch_instructions (loop);
6390 #endif
6391
6392   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
6393      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
6394      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
6395      so that final_giv_value will work correctly.  */
6396   loop_givs_check (loop);
6397
6398   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
6399      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
6400      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
6401   check_dbra_loop (loop, insn_count);
6402
6403   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
6404      Some givs might have been made from biv increments, so look at
6405      ivs->reg_iv_type for a suitable size.  */
6406   reg_map_size = ivs->n_regs;
6407   reg_map = xcalloc (reg_map_size, sizeof (rtx));
6408
6409   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
6410      variable elimination.  */
6411
6412   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
6413     {
6414       struct induction *v;
6415       int benefit;
6416
6417       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
6418          provided all givs are reduced.  */
6419       bl->eliminable = loop_biv_eliminable_p (loop, bl, threshold, insn_count);
6420
6421       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
6422          biv have been strength reduced.
6423          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
6424       bl->all_reduced = 1;
6425
6426       /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
6427          root biv is safe from wrapping in the interior mode.  */
6428       check_ext_dependent_givs (loop, bl);
6429
6430       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
6431       combine_givs (regs, bl);
6432
6433       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6434         {
6435           struct induction *tv;
6436
6437           if (v->ignore || v->same)
6438             continue;
6439
6440           benefit = loop_giv_reduce_benefit (loop, bl, v, test_reg);
6441
6442           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
6443              flag, and clear bl->all_reduced.  */
6444
6445           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
6446              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
6447              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
6448              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
6449              exit.  */
6450
6451           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
6452               && ! bl->reversed)
6453             {
6454               if (loop_dump_stream)
6455                 fprintf (loop_dump_stream,
6456                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
6457                          INSN_UID (v->insn),
6458                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
6459               v->ignore = 1;
6460               bl->all_reduced = 0;
6461             }
6462           else
6463             {
6464               /* Check that we can increment the reduced giv without a
6465                  multiply insn.  If not, reject it.  */
6466
6467               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
6468                 if (tv->mult_val == const1_rtx
6469                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
6470                   {
6471                     if (loop_dump_stream)
6472                       fprintf (loop_dump_stream,
6473                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
6474                                INSN_UID (v->insn));
6475                     v->ignore = 1;
6476                     bl->all_reduced = 0;
6477                     break;
6478                   }
6479             }
6480         }
6481
6482       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
6483          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
6484          dead and should not be used to derive another giv nor to
6485          eliminate a biv.  */
6486       loop_givs_dead_check (loop, bl);
6487
6488       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
6489       loop_givs_reduce (loop, bl);
6490
6491       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
6492          as not reduced.
6493
6494          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
6495          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
6496          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
6497       loop_givs_rescan (loop, bl, reg_map);
6498
6499       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
6500          merit it.  */
6501
6502       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
6503          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
6504          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
6505          combined with.
6506
6507          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where
6508          a giv's new_reg is a complex value that can't be put in the
6509          insn but the giv combined with (with a reg as new_reg) is
6510          marked maybe_dead.  Since the register will be used in either
6511          case, we'd prefer it be used from the simpler giv.  */
6512
6513       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6514         if (! v->maybe_dead && v->same)
6515           v->same->maybe_dead = 0;
6516
6517       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
6518          This won't work if ! bl->all_reduced,
6519          since the givs we planned to use might not have been reduced.
6520
6521          We have to be careful that we didn't initially think we could
6522          eliminate this biv because of a giv that we now think may be
6523          dead and shouldn't be used as a biv replacement.
6524
6525          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
6526          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
6527          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
6528          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
6529          replace it with a compare with a constant will fail.
6530
6531          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
6532          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
6533          doing so in the rare cases where it can occur.  */
6534
6535       if (bl->all_reduced == 1 && bl->eliminable
6536           && maybe_eliminate_biv (loop, bl, 1, threshold, insn_count))
6537         {
6538           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
6539              or otherwise drop straight in, based on this test, then
6540              we might want to rewrite it also.  This way some later
6541              pass has more hope of removing the initialization of this
6542              biv entirely.  */
6543
6544           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
6545              and we must emit an insn to set it just in case.
6546
6547              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
6548              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
6549              proper final value for such a biv here anyways.  */
6550           if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6551               loop_insn_sink_or_swim (loop,
6552                                       gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6553                                                                bl->final_value));
6554
6555           if (loop_dump_stream)
6556             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
6557                      bl->regno);
6558         }
6559       /* See above note wrt final_value.  But since we couldn't eliminate
6560          the biv, we must set the value after the loop instead of before.  */
6561       else if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6562         loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6563                                                        bl->final_value));
6564     }
6565
6566   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
6567      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
6568
6569   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
6570     if (INSN_P (p))
6571       {
6572         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6573         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6574         INSN_CODE (p) = -1;
6575       }
6576
6577   if (loop_dump_stream)
6578     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
6579
6580   loop_ivs_free (loop);
6581   if (reg_map)
6582     free (reg_map);
6583 }
6584 \f
6585 /*Record all basic induction variables calculated in the insn.  */
6586 static rtx
6587 check_insn_for_bivs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6588                      int maybe_multiple)
6589 {
6590   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6591   rtx set;
6592   rtx dest_reg;
6593   rtx inc_val;
6594   rtx mult_val;
6595   rtx *location;
6596
6597   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6598       && (set = single_set (p))
6599       && REG_P (SET_DEST (set)))
6600     {
6601       dest_reg = SET_DEST (set);
6602       if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6603           && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
6604           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
6605         {
6606           if (basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
6607                                    GET_MODE (SET_SRC (set)),
6608                                    dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
6609                                    &location))
6610             {
6611               /* It is a possible basic induction variable.
6612                  Create and initialize an induction structure for it.  */
6613
6614               struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6615
6616               record_biv (loop, v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
6617                           not_every_iteration, maybe_multiple);
6618               REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
6619             }
6620           else if (REGNO (dest_reg) < ivs->n_regs)
6621             REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
6622         }
6623     }
6624   return p;
6625 }
6626 \f
6627 /* Record all givs calculated in the insn.
6628    A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
6629    biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
6630 static rtx
6631 check_insn_for_givs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6632                      int maybe_multiple)
6633 {
6634   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6635
6636   rtx set;
6637   /* Look for a general induction variable in a register.  */
6638   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6639       && (set = single_set (p))
6640       && REG_P (SET_DEST (set))
6641       && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
6642     {
6643       rtx src_reg;
6644       rtx dest_reg;
6645       rtx add_val;
6646       rtx mult_val;
6647       rtx ext_val;
6648       int benefit;
6649       rtx regnote = 0;
6650       rtx last_consec_insn;
6651
6652       dest_reg = SET_DEST (set);
6653       if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
6654         return p;
6655
6656       if (/* SET_SRC is a giv.  */
6657           (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
6658                                   &mult_val, &ext_val, 0, &benefit, VOIDmode)
6659            /* Equivalent expression is a giv.  */
6660            || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6661                && general_induction_var (loop, XEXP (regnote, 0), &src_reg,
6662                                          &add_val, &mult_val, &ext_val, 0,
6663                                          &benefit, VOIDmode)))
6664           /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
6665              We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
6666           && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6667           /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
6668           && dest_reg != src_reg
6669           /* This must be the only place where the register is set.  */
6670           && (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set == 1
6671               /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
6672               || (benefit = consec_sets_giv (loop, benefit, p,
6673                                              src_reg, dest_reg,
6674                                              &add_val, &mult_val, &ext_val,
6675                                              &last_consec_insn))))
6676         {
6677           struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6678
6679           /* If this is a library call, increase benefit.  */
6680           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6681             benefit += libcall_benefit (p);
6682
6683           /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
6684           if (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set != 1)
6685             p = last_consec_insn;
6686
6687           record_giv (loop, v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val,
6688                       ext_val, benefit, DEST_REG, not_every_iteration,
6689                       maybe_multiple, (rtx*) 0);
6690
6691         }
6692     }
6693
6694   /* Look for givs which are memory addresses.  */
6695   if (NONJUMP_INSN_P (p))
6696     find_mem_givs (loop, PATTERN (p), p, not_every_iteration,
6697                    maybe_multiple);
6698
6699   /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
6700      change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
6701   if (INSN_P (p) || LABEL_P (p))
6702     update_giv_derive (loop, p);
6703   return p;
6704 }
6705 \f
6706 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
6707    compared against in an initial test).
6708
6709    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
6710    the current insn and the start of the loop.
6711
6712    INSN is the insn containing X.  */
6713
6714 static int
6715 valid_initial_value_p (rtx x, rtx insn, int call_seen, rtx loop_start)
6716 {
6717   if (CONSTANT_P (x))
6718     return 1;
6719
6720   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
6721      we know.  */
6722   if (!REG_P (x)
6723       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6724     return 0;
6725
6726   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
6727      some machines, don't use any hard registers at all.  */
6728   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
6729       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
6730           || (call_seen && call_used_regs[REGNO (x)])))
6731     return 0;
6732
6733   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
6734      loop.  */
6735   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
6736     return 0;
6737
6738   return 1;
6739 }
6740 \f
6741 /* Scan X for memory refs and check each memory address
6742    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
6743    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
6744    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
6745    more than once in each loop iteration.  */
6746
6747 static void
6748 find_mem_givs (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
6749                int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6750 {
6751   int i, j;
6752   enum rtx_code code;
6753   const char *fmt;
6754
6755   if (x == 0)
6756     return;
6757
6758   code = GET_CODE (x);
6759   switch (code)
6760     {
6761     case REG:
6762     case CONST_INT:
6763     case CONST:
6764     case CONST_DOUBLE:
6765     case SYMBOL_REF:
6766     case LABEL_REF:
6767     case PC:
6768     case CC0:
6769     case ADDR_VEC:
6770     case ADDR_DIFF_VEC:
6771     case USE:
6772     case CLOBBER:
6773       return;
6774
6775     case MEM:
6776       {
6777         rtx src_reg;
6778         rtx add_val;
6779         rtx mult_val;
6780         rtx ext_val;
6781         int benefit;
6782
6783         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
6784            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
6785            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
6786            this one would not be seen.  */
6787
6788         if (general_induction_var (loop, XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
6789                                    &mult_val, &ext_val, 1, &benefit,
6790                                    GET_MODE (x)))
6791           {
6792             /* Found one; record it.  */
6793             struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6794
6795             record_giv (loop, v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
6796                         add_val, ext_val, benefit, DEST_ADDR,
6797                         not_every_iteration, maybe_multiple, &XEXP (x, 0));
6798
6799             v->mem = x;
6800           }
6801       }
6802       return;
6803
6804     default:
6805       break;
6806     }
6807
6808   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
6809
6810   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6811   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
6812     if (fmt[i] == 'e')
6813       find_mem_givs (loop, XEXP (x, i), insn, not_every_iteration,
6814                      maybe_multiple);
6815     else if (fmt[i] == 'E')
6816       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6817         find_mem_givs (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
6818                        maybe_multiple);
6819 }
6820 \f
6821 /* Fill in the data about one biv update.
6822    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
6823    allocated by the caller, with alloca.)
6824    INSN is the insn that sets it.
6825    DEST_REG is the biv's reg.
6826
6827    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
6828    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
6829    being set to INC_VAL.
6830
6831    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
6832    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
6833    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
6834    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
6835    executed exactly once per iteration.  */
6836
6837 static void
6838 record_biv (struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn, rtx dest_reg,
6839             rtx inc_val, rtx mult_val, rtx *location,
6840             int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6841 {
6842   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6843   struct iv_class *bl;
6844
6845   v->insn = insn;
6846   v->src_reg = dest_reg;
6847   v->dest_reg = dest_reg;
6848   v->mult_val = mult_val;
6849   v->add_val = inc_val;
6850   v->ext_dependent = NULL_RTX;
6851   v->location = location;
6852   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
6853   v->always_computable = ! not_every_iteration;
6854   v->always_executed = ! not_every_iteration;
6855   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6856   v->same = 0;
6857
6858   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
6859      if this is the first incrementation of the reg.  */
6860
6861   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg));
6862   if (bl == 0)
6863     {
6864       /* Create and initialize new iv_class.  */
6865
6866       bl = xmalloc (sizeof (struct iv_class));
6867
6868       bl->regno = REGNO (dest_reg);
6869       bl->biv = 0;
6870       bl->giv = 0;
6871       bl->biv_count = 0;
6872       bl->giv_count = 0;
6873
6874       /* Set initial value to the reg itself.  */
6875       bl->initial_value = dest_reg;
6876       bl->final_value = 0;
6877       /* We haven't seen the initializing insn yet.  */
6878       bl->init_insn = 0;
6879       bl->init_set = 0;
6880       bl->initial_test = 0;
6881       bl->incremented = 0;
6882       bl->eliminable = 0;
6883       bl->nonneg = 0;
6884       bl->reversed = 0;
6885       bl->total_benefit = 0;
6886
6887       /* Add this class to ivs->list.  */
6888       bl->next = ivs->list;
6889       ivs->list = bl;
6890
6891       /* Put it in the array of biv register classes.  */
6892       REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg)) = bl;
6893     }
6894   else
6895     {
6896       /* Check if location is the same as a previous one.  */
6897       struct induction *induction;
6898       for (induction = bl->biv; induction; induction = induction->next_iv)
6899         if (location == induction->location)
6900           {
6901             v->same = induction;
6902             break;
6903           }
6904     }
6905
6906   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
6907   v->next_iv = bl->biv;
6908   bl->biv = v;
6909   bl->biv_count++;
6910   if (mult_val == const1_rtx)
6911     bl->incremented = 1;
6912
6913   if (loop_dump_stream)
6914     loop_biv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
6915 }
6916 \f
6917 /* Fill in the data about one giv.
6918    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
6919    allocated by the caller, with alloca.)
6920    INSN is the insn that sets it.
6921    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
6922    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
6923    into a register or is used as a memory address.
6924
6925    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
6926    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
6927    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
6928    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
6929
6930 static void
6931 record_giv (const struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn,
6932             rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx mult_val, rtx add_val,
6933             rtx ext_val, int benefit, enum g_types type,
6934             int not_every_iteration, int maybe_multiple, rtx *location)
6935 {
6936   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6937   struct induction *b;
6938   struct iv_class *bl;
6939   rtx set = single_set (insn);
6940   rtx temp;
6941
6942   /* Attempt to prove constantness of the values.  Don't let simplify_rtx
6943      undo the MULT canonicalization that we performed earlier.  */
6944   temp = simplify_rtx (add_val);
6945   if (temp
6946       && ! (GET_CODE (add_val) == MULT
6947             && GET_CODE (temp) == ASHIFT))
6948     add_val = temp;
6949
6950   v->insn = insn;
6951   v->src_reg = src_reg;
6952   v->giv_type = type;
6953   v->dest_reg = dest_reg;
6954   v->mult_val = mult_val;
6955   v->add_val = add_val;
6956   v->ext_dependent = ext_val;
6957   v->benefit = benefit;
6958   v->location = location;
6959   v->cant_derive = 0;
6960   v->combined_with = 0;
6961   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6962   v->maybe_dead = 0;
6963   v->derive_adjustment = 0;
6964   v->same = 0;
6965   v->ignore = 0;
6966   v->new_reg = 0;
6967   v->final_value = 0;
6968   v->same_insn = 0;
6969   v->auto_inc_opt = 0;
6970   v->shared = 0;
6971
6972   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
6973      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
6974      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
6975      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
6976      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
6977      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
6978      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
6979
6980   if (type == DEST_ADDR)
6981     v->always_computable = 1;
6982   else
6983     v->always_computable = ! not_every_iteration;
6984
6985   v->always_executed = ! not_every_iteration;
6986
6987   if (type == DEST_ADDR)
6988     {
6989       v->mode = GET_MODE (*location);
6990       v->lifetime = 1;
6991     }
6992   else /* type == DEST_REG */
6993     {
6994       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
6995
6996       v->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, REGNO (dest_reg));
6997
6998       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
6999          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
7000          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
7001       if (v->lifetime == 0)
7002         v->ignore = 1;
7003
7004       REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
7005       REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
7006     }
7007
7008   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
7009
7010   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (src_reg));
7011   gcc_assert (bl);
7012   v->next_iv = bl->giv;
7013   bl->giv = v;
7014   
7015   /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
7016      insns that calculate givs.  */
7017   if (type == DEST_REG)
7018     bl->giv_count++;
7019   bl->total_benefit += benefit;
7020
7021   if (type == DEST_ADDR)
7022     {
7023       v->replaceable = 1;
7024       v->not_replaceable = 0;
7025     }
7026   else
7027     {
7028       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
7029          of the following conditions are true:
7030          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
7031            on which the giv is used at all
7032            (there are two ways to deduce this:
7033             either the insn is executed on every iteration,
7034             or all uses follow that insn in the same basic block),
7035          - the giv is not used outside the loop
7036          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
7037
7038       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
7039           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
7040           && REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg))
7041           < INSN_LUID (loop->end)
7042           && (! not_every_iteration
7043               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
7044         {
7045           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
7046              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
7047
7048           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
7049              and last use of the giv.
7050
7051              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
7052              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
7053              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
7054              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
7055              useful as a biv, because it is used in two different loops.
7056              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
7057              using this biv anyways.  */
7058
7059           v->replaceable = 1;
7060           v->not_replaceable = 0;
7061           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7062             {
7063               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
7064                   || ((INSN_LUID (b->insn)
7065                        >= REGNO_FIRST_LUID (REGNO (dest_reg)))
7066                       && (INSN_LUID (b->insn)
7067                           <= REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg)))))
7068                 {
7069                   v->replaceable = 0;
7070                   v->not_replaceable = 1;
7071                   break;
7072                 }
7073             }
7074
7075           /* If there are any backwards branches that go from after the
7076              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
7077           if (v->replaceable)
7078             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7079               if (back_branch_in_range_p (loop, b->insn))
7080                 {
7081                   v->replaceable = 0;
7082                   v->not_replaceable = 1;
7083                   break;
7084                 }
7085         }
7086       else
7087         {
7088           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
7089              decide.  */
7090           v->replaceable = 0;
7091           v->not_replaceable = 0;
7092         }
7093     }
7094
7095   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
7096      combine_givs.  */
7097   {
7098     rtx tem = add_val;
7099
7100     v->no_const_addval = 1;
7101     if (tem == const0_rtx)
7102       ;
7103     else if (CONSTANT_P (add_val))
7104       v->no_const_addval = 0;
7105     if (GET_CODE (tem) == PLUS)
7106       {
7107         while (1)
7108           {
7109             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
7110               tem = XEXP (tem, 0);
7111             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
7112               tem = XEXP (tem, 1);
7113             else
7114               break;
7115           }
7116         if (CONSTANT_P (XEXP (tem, 1)))
7117           v->no_const_addval = 0;
7118       }
7119   }
7120
7121   if (loop_dump_stream)
7122     loop_giv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
7123 }
7124
7125 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
7126    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
7127
7128 static rtx
7129 final_giv_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7130 {
7131   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7132   struct iv_class *bl;
7133   rtx insn;
7134   rtx increment, tem;
7135   rtx seq;
7136   rtx loop_end = loop->end;
7137   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
7138
7139   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
7140
7141   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
7142      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
7143      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
7144      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
7145   if (bl->reversed)
7146     {
7147       if (loop_dump_stream)
7148         fprintf (loop_dump_stream,
7149                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
7150                  REGNO (v->dest_reg));
7151       return const0_rtx;
7152     }
7153
7154   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
7155      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
7156      and the insn that sets the giv must be executed on every iteration
7157      (otherwise the giv may not have its final value when the loop exits).  */
7158
7159   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
7160      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
7161      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
7162      to be known.  */
7163
7164   if (n_iterations != 0
7165       && ! loop->exit_count
7166       && v->always_executed)
7167     {
7168       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
7169          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
7170          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
7171          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
7172          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
7173          biv value here if it is not eliminable.  */
7174
7175       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
7176          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
7177          be valid if it is invariant.  */
7178
7179       increment = biv_total_increment (bl);
7180
7181       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
7182           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
7183         {
7184           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
7185              (n_iterations * increment) + initial_value */
7186
7187           /* The loop exit value of the giv is then
7188              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
7189              The extra increments are any increments to the biv which
7190              occur in the loop after the giv's value is calculated.
7191              We must search from the insn that sets the giv to the end
7192              of the loop to calculate this value.  */
7193
7194           /* Put the final biv value in tem.  */
7195           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
7196           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
7197           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
7198                                  GEN_INT (n_iterations),
7199                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
7200                                  tem);
7201
7202           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
7203           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
7204                insn = NEXT_INSN (insn))
7205             {
7206               struct induction *biv;
7207
7208               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7209                 if (biv->insn == insn)
7210                   {
7211                     start_sequence ();
7212                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
7213                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
7214                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
7215                     seq = get_insns ();
7216                     end_sequence ();
7217                     loop_insn_sink (loop, seq);
7218                   }
7219             }
7220
7221           /* Now calculate the giv's final value.  */
7222           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
7223
7224           if (loop_dump_stream)
7225             fprintf (loop_dump_stream,
7226                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
7227                      REGNO (v->dest_reg));
7228
7229           return tem;
7230         }
7231     }
7232
7233   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
7234   gcc_assert (!v->replaceable);
7235
7236   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
7237   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
7238     {
7239       if (loop_dump_stream)
7240         fprintf (loop_dump_stream,
7241                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
7242                  REGNO (v->dest_reg));
7243
7244       return const0_rtx;
7245     }
7246
7247   return 0;
7248 }
7249
7250 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
7251    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
7252    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
7253    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
7254    have been identified.  */
7255
7256 static void
7257 check_final_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7258 {
7259   rtx final_value = 0;
7260
7261   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
7262      replaceable above in record_giv.  */
7263
7264   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
7265      of the following conditions are true:
7266      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
7267        on which the giv is used at all
7268        (there are two ways to deduce this:
7269         either the insn is executed on every iteration,
7270         or all uses follow that insn in the same basic block),
7271      - its final value can be calculated (this condition is different
7272        than the one above in record_giv)
7273      - it's not used before the it's set
7274      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
7275
7276 #if 0
7277   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
7278   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
7279   v->replaceable = 0;
7280 #endif
7281
7282   if ((final_value = final_giv_value (loop, v))
7283       && (v->always_executed
7284           || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
7285     {
7286       int biv_increment_seen = 0, before_giv_insn = 0;
7287       rtx p = v->insn;
7288       rtx last_giv_use;
7289
7290       v->replaceable = 1;
7291       v->not_replaceable = 0;
7292
7293       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
7294          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
7295          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
7296          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
7297
7298       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
7299          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
7300          that sets the giv, and search around the loop until we come
7301          back to that insn again.
7302
7303          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
7304          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
7305          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
7306          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
7307          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
7308          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
7309          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
7310
7311       last_giv_use = v->insn;
7312
7313       while (1)
7314         {
7315           p = NEXT_INSN (p);
7316           if (p == loop->end)
7317             {
7318               before_giv_insn = 1;
7319               p = NEXT_INSN (loop->start);
7320             }
7321           if (p == v->insn)
7322             break;
7323
7324           if (INSN_P (p))
7325             {
7326               /* It is possible for the BIV increment to use the GIV if we
7327                  have a cycle.  Thus we must be sure to check each insn for
7328                  both BIV and GIV uses, and we must check for BIV uses
7329                  first.  */
7330
7331               if (! biv_increment_seen
7332                   && reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
7333                 biv_increment_seen = 1;
7334
7335               if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
7336                 {
7337                   if (biv_increment_seen || before_giv_insn)
7338                     {
7339                       v->replaceable = 0;
7340                       v->not_replaceable = 1;
7341                       break;
7342                     }
7343                   last_giv_use = p;
7344                 }
7345             }
7346         }
7347
7348       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
7349          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
7350          replaceable.  */
7351
7352       if (v->replaceable)
7353         {
7354           p = v->insn;
7355           while (1)
7356             {
7357               p = NEXT_INSN (p);
7358               if (p == loop->end)
7359                 p = NEXT_INSN (loop->start);
7360               if (p == last_giv_use)
7361                 break;
7362
7363               if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
7364                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
7365                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
7366                        && loop_insn_first_p (loop->start, JUMP_LABEL (p)))
7367                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
7368                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop->end))))
7369                 {
7370                   v->replaceable = 0;
7371                   v->not_replaceable = 1;
7372
7373                   if (loop_dump_stream)
7374                     fprintf (loop_dump_stream,
7375                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
7376
7377                   break;
7378                 }
7379             }
7380         }
7381
7382       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
7383       if (v->replaceable)
7384         v->final_value = final_value;
7385     }
7386
7387   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
7388     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
7389              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
7390 }
7391 \f
7392 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
7393
7394    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
7395    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
7396    another giv.
7397
7398    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
7399    derive another giv once a label has been passed.
7400
7401    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
7402
7403 static void
7404 update_giv_derive (const struct loop *loop, rtx p)
7405 {
7406   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7407   struct iv_class *bl;
7408   struct induction *biv, *giv;
7409   rtx tem;
7410   int dummy;
7411
7412   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
7413
7414      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
7415      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
7416      derive any givs after a label is passed.
7417
7418      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
7419      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
7420      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
7421      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
7422      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
7423      sub-cases within this case.
7424
7425      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
7426      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
7427      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
7428      this extra tracking doesn't seem worth it).
7429
7430      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
7431      executed multiple times.  We are actually only concerned about
7432      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
7433      on the jump again here.
7434
7435      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
7436      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
7437      the giv cannot derive further givs.  */
7438
7439   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
7440     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7441       if (LABEL_P (p) || JUMP_P (p)
7442           || biv->insn == p)
7443         {
7444           /* Skip if location is the same as a previous one.  */
7445           if (biv->same)
7446             continue;
7447
7448           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
7449             {
7450               /* If cant_derive is already true, there is no point in
7451                  checking all of these conditions again.  */
7452               if (giv->cant_derive)
7453                 continue;
7454
7455               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
7456                  it cannot derive anything.  */
7457               if (LABEL_P (p) && ! giv->always_computable)
7458                 giv->cant_derive = 1;
7459
7460               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
7461                  they are really invariants.  Also skip those that are
7462                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
7463                  any biv update.  */
7464               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
7465                 continue;
7466
7467               /* The only way we can allow this giv to derive another
7468                  is if this is a biv increment and we can form the product
7469                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
7470                  be able to compute a compensation.  */
7471               else if (biv->insn == p)
7472                 {
7473                   rtx ext_val_dummy;
7474
7475                   tem = 0;
7476                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
7477                     tem = simplify_giv_expr (loop,
7478                                              gen_rtx_MULT (giv->mode,
7479                                                            biv->add_val,
7480                                                            giv->mult_val),
7481                                              &ext_val_dummy, &dummy);
7482
7483                   if (tem && giv->derive_adjustment)
7484                     tem = simplify_giv_expr
7485                       (loop,
7486                        gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
7487                        &ext_val_dummy, &dummy);
7488
7489                   if (tem)
7490                     giv->derive_adjustment = tem;
7491                   else
7492                     giv->cant_derive = 1;
7493                 }
7494               else if ((LABEL_P (p) && ! biv->always_computable)
7495                        || (JUMP_P (p) && biv->maybe_multiple))
7496                 giv->cant_derive = 1;
7497             }
7498         }
7499 }
7500 \f
7501 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
7502    X is the source of insn P, or a part of it.
7503    MODE is the mode in which X should be interpreted.
7504
7505    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
7506    We accept patterns of these forms:
7507      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
7508      REG = INVARIANT + REG
7509
7510    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
7511    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
7512    we found the additive term into *LOCATION.
7513
7514    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
7515    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
7516
7517    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
7518    whose mode was promoted.  In that case, an increment
7519    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
7520    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
7521    into the variable.
7522
7523    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
7524    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
7525    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
7526    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
7527
7528    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
7529    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
7530    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
7531    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
7532    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
7533    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
7534    not ZERO_EXTEND.
7535
7536    If we cannot find a biv, we return 0.  */
7537
7538 static int
7539 basic_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, enum machine_mode mode,
7540                      rtx dest_reg, rtx p, rtx *inc_val, rtx *mult_val,
7541                      rtx **location)
7542 {
7543   enum rtx_code code;
7544   rtx *argp, arg;
7545   rtx insn, set = 0, last, inc;
7546
7547   code = GET_CODE (x);
7548   *location = NULL;
7549   switch (code)
7550     {
7551     case PLUS:
7552       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
7553           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
7554               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
7555               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
7556         {
7557           argp = &XEXP (x, 1);
7558         }
7559       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
7560                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
7561                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
7562                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
7563         {
7564           argp = &XEXP (x, 0);
7565         }
7566       else
7567         return 0;
7568
7569       arg = *argp;
7570       if (loop_invariant_p (loop, arg) != 1)
7571         return 0;
7572
7573       /* convert_modes can emit new instructions, e.g. when arg is a loop
7574          invariant MEM and dest_reg has a different mode.
7575          These instructions would be emitted after the end of the function
7576          and then *inc_val would be an uninitialized pseudo.
7577          Detect this and bail in this case.
7578          Other alternatives to solve this can be introducing a convert_modes
7579          variant which is allowed to fail but not allowed to emit new
7580          instructions, emit these instructions before loop start and let
7581          it be garbage collected if *inc_val is never used or saving the
7582          *inc_val initialization sequence generated here and when *inc_val
7583          is going to be actually used, emit it at some suitable place.  */
7584       last = get_last_insn ();
7585       inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
7586       if (get_last_insn () != last)
7587         {
7588           delete_insns_since (last);
7589           return 0;
7590         }
7591
7592       *inc_val = inc;
7593       *mult_val = const1_rtx;
7594       *location = argp;
7595       return 1;
7596
7597     case SUBREG:
7598       /* If what's inside the SUBREG is a BIV, then the SUBREG.  This will
7599          handle addition of promoted variables.
7600          ??? The comment at the start of this function is wrong: promoted
7601          variable increments don't look like it says they do.  */
7602       return basic_induction_var (loop, SUBREG_REG (x),
7603                                   GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
7604                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7605
7606     case REG:
7607       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
7608          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
7609
7610       /* If this sets a register to itself, we would repeat any previous
7611          biv increment if we applied this strategy blindly.  */
7612       if (rtx_equal_p (dest_reg, x))
7613         return 0;
7614
7615       insn = p;
7616       while (1)
7617         {
7618           rtx dest;
7619           do
7620             {
7621               insn = PREV_INSN (insn);
7622             }
7623           while (insn && NOTE_P (insn)
7624                  && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7625
7626           if (!insn)
7627             break;
7628           set = single_set (insn);
7629           if (set == 0)
7630             break;
7631           dest = SET_DEST (set);
7632           if (dest == x
7633               || (GET_CODE (dest) == SUBREG
7634                   && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (dest)) <= UNITS_PER_WORD)
7635                   && (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest)) == MODE_INT)
7636                   && SUBREG_REG (dest) == x))
7637             return basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
7638                                         (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
7639                                          ? GET_MODE (x)
7640                                          : GET_MODE (SET_SRC (set))),
7641                                         dest_reg, insn,
7642                                         inc_val, mult_val, location);
7643
7644           while (GET_CODE (dest) == SUBREG
7645                  || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
7646                  || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
7647             dest = XEXP (dest, 0);
7648           if (dest == x)
7649             break;
7650         }
7651       /* Fall through.  */
7652
7653       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
7654          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
7655          as a biv of the outer loop,
7656          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
7657     case MEM:
7658       if (loop_invariant_p (loop, x) != 1)
7659         return 0;
7660     case CONST_INT:
7661     case SYMBOL_REF:
7662     case CONST:
7663       /* convert_modes dies if we try to convert to or from CCmode, so just
7664          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
7665          would be a useful iterator anyways.  convert_modes dies if we try to
7666          convert a float mode to non-float or vice versa too.  */
7667       if (loop->level == 1
7668           && GET_MODE_CLASS (mode) == GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg))
7669           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC)
7670         {
7671           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
7672           last = get_last_insn ();
7673           inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
7674           if (get_last_insn () != last)
7675             {
7676               delete_insns_since (last);
7677               return 0;
7678             }
7679
7680           *inc_val = inc;
7681           *mult_val = const0_rtx;
7682           return 1;
7683         }
7684       else
7685         return 0;
7686
7687     case SIGN_EXTEND:
7688       /* Ignore this BIV if signed arithmetic overflow is defined.  */
7689       if (flag_wrapv)
7690         return 0;
7691       return basic_induction_var (loop, XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7692                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7693
7694     case ASHIFTRT:
7695       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
7696       for (insn = PREV_INSN (p);
7697            (insn && NOTE_P (insn)
7698             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7699            insn = PREV_INSN (insn))
7700         ;
7701
7702       if (insn)
7703         set = single_set (insn);
7704
7705       if (! rtx_equal_p (dest_reg, XEXP (x, 0))
7706           && set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
7707           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
7708           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
7709           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
7710           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
7711         return basic_induction_var (loop, XEXP (SET_SRC (set), 0),
7712                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7713                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
7714                                     location);
7715       return 0;
7716
7717     default:
7718       return 0;
7719     }
7720 }
7721 \f
7722 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
7723    function   of a basic induction variable,
7724    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
7725    The coefficients can be any loop invariant quantity.
7726    A giv need not be computed directly from the biv;
7727    it can be computed by way of other givs.  */
7728
7729 /* Determine whether X computes a giv.
7730    If it does, return a nonzero value
7731      which is the benefit from eliminating the computation of X;
7732    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
7733    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
7734      such that the value of X is biv * mult + add;  */
7735
7736 static int
7737 general_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, rtx *src_reg,
7738                        rtx *add_val, rtx *mult_val, rtx *ext_val,
7739                        int is_addr, int *pbenefit,
7740                        enum machine_mode addr_mode)
7741 {
7742   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7743   rtx orig_x = x;
7744
7745   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
7746   if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
7747     return 0;
7748
7749   *pbenefit = 0;
7750   *ext_val = NULL_RTX;
7751   x = simplify_giv_expr (loop, x, ext_val, pbenefit);
7752   if (x == 0)
7753     return 0;
7754
7755   switch (GET_CODE (x))
7756     {
7757     case USE:
7758     case CONST_INT:
7759       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
7760          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
7761          with.  */
7762       *src_reg = ivs->list->biv->dest_reg;
7763       *mult_val = const0_rtx;
7764       *add_val = x;
7765       break;
7766
7767     case REG:
7768       /* This is equivalent to a BIV.  */
7769       *src_reg = x;
7770       *mult_val = const1_rtx;
7771       *add_val = const0_rtx;
7772       break;
7773
7774     case PLUS:
7775       /* Either (plus (biv) (invar)) or
7776          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
7777       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
7778         {
7779           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
7780           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
7781         }
7782       else
7783         {
7784           *src_reg = XEXP (x, 0);
7785           *mult_val = const1_rtx;
7786         }
7787       *add_val = XEXP (x, 1);
7788       break;
7789
7790     case MULT:
7791       /* ADD_VAL is zero.  */
7792       *src_reg = XEXP (x, 0);
7793       *mult_val = XEXP (x, 1);
7794       *add_val = const0_rtx;
7795       break;
7796
7797     default:
7798       gcc_unreachable ();
7799     }
7800
7801   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
7802      unless they are CONST_INT).  */
7803   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
7804     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
7805   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
7806     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
7807
7808   if (is_addr)
7809     *pbenefit += address_cost (orig_x, addr_mode) - reg_address_cost;
7810   else
7811     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
7812
7813   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
7814      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
7815      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
7816   return 1;
7817 }
7818 \f
7819 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
7820    We will canonicalize it to be of the form
7821         (plus (mult (BIV) (invar_1))
7822               (invar_2))
7823    with possible degeneracies.
7824
7825    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
7826    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
7827    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
7828    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
7829
7830    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
7831    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
7832    returns 0.
7833
7834    For a nonzero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
7835    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
7836
7837    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
7838
7839 static rtx sge_plus (enum machine_mode, rtx, rtx);
7840 static rtx sge_plus_constant (rtx, rtx);
7841
7842 static rtx
7843 simplify_giv_expr (const struct loop *loop, rtx x, rtx *ext_val, int *benefit)
7844 {
7845   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7846   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
7847   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
7848   rtx arg0, arg1;
7849   rtx tem;
7850
7851   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
7852      mode, this can't be a giv.  */
7853   if (mode != VOIDmode
7854       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
7855           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
7856     return NULL_RTX;
7857
7858   switch (GET_CODE (x))
7859     {
7860     case PLUS:
7861       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7862       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7863       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7864         return NULL_RTX;
7865
7866       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
7867       if ((GET_CODE (arg0) == USE
7868            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7869           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
7870                  && GET_CODE (arg1) == USE)
7871                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
7872         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7873
7874       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
7875       if (arg1 == const0_rtx)
7876         return arg0;
7877       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
7878         switch (GET_CODE (arg0))
7879           {
7880           case CONST_INT:
7881           case USE:
7882             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
7883                addition operation inside a USE and return it.  */
7884             if (GET_CODE (arg0) == USE)
7885               arg0 = XEXP (arg0, 0);
7886             if (GET_CODE (arg1) == USE)
7887               arg1 = XEXP (arg1, 0);
7888
7889             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7890               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7891             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
7892               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
7893             else
7894               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
7895
7896             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
7897               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
7898             return tem;
7899
7900           case REG:
7901           case MULT:
7902             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
7903             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
7904
7905           case PLUS:
7906             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
7907             return
7908               simplify_giv_expr (loop,
7909                                  gen_rtx_PLUS (mode,
7910                                                XEXP (arg0, 0),
7911                                                gen_rtx_PLUS (mode,
7912                                                              XEXP (arg0, 1),
7913                                                              arg1)),
7914                                  ext_val, benefit);
7915
7916           default:
7917             gcc_unreachable ();
7918           }
7919
7920       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
7921          MULT to reduce cases.  */
7922       if (REG_P (arg0))
7923         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
7924       if (REG_P (arg1))
7925         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
7926
7927       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7928          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7929          Recurse to associate the second PLUS.  */
7930       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
7931         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7932
7933       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
7934         return
7935           simplify_giv_expr (loop,
7936                              gen_rtx_PLUS (mode,
7937                                            gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
7938                                                          XEXP (arg1, 0)),
7939                                            XEXP (arg1, 1)),
7940                              ext_val, benefit);
7941
7942       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
7943       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
7944         return NULL_RTX;
7945
7946       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
7947         return NULL_RTX;
7948
7949       return simplify_giv_expr (loop,
7950                                 gen_rtx_MULT (mode,
7951                                               XEXP (arg0, 0),
7952                                               gen_rtx_PLUS (mode,
7953                                                             XEXP (arg0, 1),
7954                                                             XEXP (arg1, 1))),
7955                                 ext_val, benefit);
7956
7957     case MINUS:
7958       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
7959       return simplify_giv_expr (loop,
7960                                 gen_rtx_PLUS (mode,
7961                                               XEXP (x, 0),
7962                                               gen_rtx_MULT (mode,
7963                                                             XEXP (x, 1),
7964                                                             constm1_rtx)),
7965                                 ext_val, benefit);
7966
7967     case MULT:
7968       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7969       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7970       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7971         return NULL_RTX;
7972
7973       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
7974       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7975           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
7976         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7977
7978       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
7979       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
7980         return NULL_RTX;
7981
7982       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
7983       if (arg1 == const0_rtx)
7984         return const0_rtx;
7985
7986       else if (arg1 == const1_rtx)
7987         return arg0;
7988
7989       switch (GET_CODE (arg0))
7990         {
7991         case REG:
7992           /* biv * invar.  Done.  */
7993           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
7994
7995         case CONST_INT:
7996           /* Product of two constants.  */
7997           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
7998
7999         case USE:
8000           /* invar * invar is a giv, but attempt to simplify it somehow.  */
8001           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
8002             return NULL_RTX;
8003
8004           arg0 = XEXP (arg0, 0);
8005           if (GET_CODE (arg0) == MULT)
8006             {
8007               /* (invar_0 * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
8008               return simplify_giv_expr (loop,
8009                                         gen_rtx_MULT (mode,
8010                                                       XEXP (arg0, 0),
8011                                                       gen_rtx_MULT (mode,
8012                                                                     XEXP (arg0,
8013                                                                           1),
8014                                                                     arg1)),
8015                                         ext_val, benefit);
8016             }
8017           /* Propagate the MULT expressions to the innermost nodes.  */
8018           else if (GET_CODE (arg0) == PLUS)
8019             {
8020               /* (invar_0 + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
8021               return simplify_giv_expr (loop,
8022                                         gen_rtx_PLUS (mode,
8023                                                       gen_rtx_MULT (mode,
8024                                                                     XEXP (arg0,
8025                                                                           0),
8026                                                                     arg1),
8027                                                       gen_rtx_MULT (mode,
8028                                                                     XEXP (arg0,
8029                                                                           1),
8030                                                                     arg1)),
8031                                         ext_val, benefit);
8032             }
8033           return gen_rtx_USE (mode, gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1));
8034
8035         case MULT:
8036           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
8037           return simplify_giv_expr (loop,
8038                                     gen_rtx_MULT (mode,
8039                                                   XEXP (arg0, 0),
8040                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8041                                                                 XEXP (arg0, 1),
8042                                                                 arg1)),
8043                                     ext_val, benefit);
8044
8045         case PLUS:
8046           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
8047           return simplify_giv_expr (loop,
8048                                     gen_rtx_PLUS (mode,
8049                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8050                                                                 XEXP (arg0, 0),
8051                                                                 arg1),
8052                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8053                                                                 XEXP (arg0, 1),
8054                                                                 arg1)),
8055                                     ext_val, benefit);
8056
8057         default:
8058           gcc_unreachable ();
8059         }
8060
8061     case ASHIFT:
8062       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
8063       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
8064         return 0;
8065
8066       return
8067         simplify_giv_expr (loop,
8068                            gen_rtx_MULT (mode,
8069                                          XEXP (x, 0),
8070                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
8071                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
8072                            ext_val, benefit);
8073
8074     case NEG:
8075       /* "-a" is "a * (-1)" */
8076       return simplify_giv_expr (loop,
8077                                 gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
8078                                 ext_val, benefit);
8079
8080     case NOT:
8081       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
8082       return simplify_giv_expr (loop,
8083                                 gen_rtx_MINUS (mode,
8084                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
8085                                                const1_rtx),
8086                                 ext_val, benefit);
8087
8088     case USE:
8089       /* Already in proper form for invariant.  */
8090       return x;
8091
8092     case SIGN_EXTEND:
8093     case ZERO_EXTEND:
8094     case TRUNCATE:
8095       /* Conditionally recognize extensions of simple IVs.  After we've
8096          computed loop traversal counts and verified the range of the
8097          source IV, we'll reevaluate this as a GIV.  */
8098       if (*ext_val == NULL_RTX)
8099         {
8100           arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
8101           if (arg0 && *ext_val == NULL_RTX && REG_P (arg0))
8102             {
8103               *ext_val = gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (x), mode, arg0);
8104               return arg0;
8105             }
8106         }
8107       goto do_default;
8108
8109     case REG:
8110       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
8111       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
8112         return 0;
8113
8114       /* Check for biv or giv.  */
8115       switch (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)))
8116         {
8117         case BASIC_INDUCT:
8118           return x;
8119         case GENERAL_INDUCT:
8120           {
8121             struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (x));
8122
8123             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
8124                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
8125
8126             /* Increasing the benefit here is risky.  The only case in which it
8127                is arguably correct is if this is the only use of V.  In other
8128                cases, this will artificially inflate the benefit of the current
8129                giv, and lead to suboptimal code.  Thus, it is disabled, since
8130                potentially not reducing an only marginally beneficial giv is
8131                less harmful than reducing many givs that are not really
8132                beneficial.  */
8133             {
8134               rtx single_use = regs->array[REGNO (x)].single_usage;
8135               if (single_use && single_use != const0_rtx)
8136                 *benefit += v->benefit;
8137             }
8138
8139             if (v->cant_derive)
8140               return 0;
8141
8142             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
8143                                                     v->src_reg, v->mult_val),
8144                                 v->add_val);
8145
8146             if (v->derive_adjustment)
8147               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
8148             arg0 = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val, benefit);
8149             if (*ext_val)
8150               {
8151                 if (!v->ext_dependent)
8152                   return arg0;
8153               }
8154             else
8155               {
8156                 *ext_val = v->ext_dependent;
8157                 return arg0;
8158               }
8159             return 0;
8160           }
8161
8162         default:
8163         do_default:
8164           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
8165              may be able to simplify things further by looking through
8166              the bits we just moved outside the loop.  */
8167           if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8168             {
8169               struct movable *m;
8170               struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
8171
8172               for (m = movables->head; m; m = m->next)
8173                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
8174                   {
8175                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
8176
8177                     /* If we match another movable, we must use that, as
8178                        this one is going away.  */
8179                     if (m->match)
8180                       return simplify_giv_expr (loop, m->match->set_dest,
8181                                                 ext_val, benefit);
8182
8183                     /* If consec is nonzero, this is a member of a group of
8184                        instructions that were moved together.  We handle this
8185                        case only to the point of seeking to the last insn and
8186                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
8187                     if (m->consec != 0)
8188                       {
8189                         int i = m->consec;
8190                         tem = m->insn;
8191                         do
8192                           {
8193                             tem = NEXT_INSN (tem);
8194                           }
8195                         while (--i > 0);
8196
8197                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
8198                         if (tem)
8199                           tem = XEXP (tem, 0);
8200                       }
8201                     else
8202                       {
8203                         tem = single_set (m->insn);
8204                         if (tem)
8205                           tem = SET_SRC (tem);
8206                       }
8207
8208                     if (tem)
8209                       {
8210                         /* What we are most interested in is pointer
8211                            arithmetic on invariants -- only take
8212                            patterns we may be able to do something with.  */
8213                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
8214                             || GET_CODE (tem) == MULT
8215                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
8216                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
8217                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
8218                           {
8219                             tem = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val,
8220                                                      benefit);
8221                             if (tem)
8222                               return tem;
8223                           }
8224                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
8225                                  && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
8226                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8227                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
8228                           {
8229                             tem = simplify_giv_expr (loop, XEXP (tem, 0),
8230                                                      ext_val, benefit);
8231                             if (tem)
8232                               return tem;
8233                           }
8234                       }
8235                     break;
8236                   }
8237             }
8238           break;
8239         }
8240
8241       /* Fall through to general case.  */
8242     default:
8243       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
8244          Otherwise, not giv.  */
8245       if (GET_CODE (x) == USE)
8246         x = XEXP (x, 0);
8247
8248       if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8249         {
8250           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8251             return x;
8252           if (GET_CODE (x) == CONST
8253               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8254               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8255               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
8256             x = XEXP (x, 0);
8257           return gen_rtx_USE (mode, x);
8258         }
8259       else
8260         return 0;
8261     }
8262 }
8263
8264 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
8265    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
8266
8267 static rtx
8268 sge_plus_constant (rtx x, rtx c)
8269 {
8270   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8271     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
8272   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
8273     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
8274   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
8275     {
8276       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
8277                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
8278     }
8279   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8280            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
8281     {
8282       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8283                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
8284     }
8285   else
8286     {
8287       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8288                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
8289     }
8290 }
8291
8292 static rtx
8293 sge_plus (enum machine_mode mode, rtx x, rtx y)
8294 {
8295   while (GET_CODE (y) == PLUS)
8296     {
8297       rtx a = XEXP (y, 0);
8298       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8299         x = sge_plus_constant (x, a);
8300       else
8301         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
8302       y = XEXP (y, 1);
8303     }
8304   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
8305     x = sge_plus_constant (x, y);
8306   else
8307     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
8308   return x;
8309 }
8310 \f
8311 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
8312    for example,
8313       giv = biv * M
8314       giv = giv + A
8315    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
8316    we check that all other insns that set the same register follow
8317    immediately after P, that they alter nothing else,
8318    and that the result of the last is still a giv.
8319
8320    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
8321    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
8322    all the consecutive insns that compute the value.
8323
8324    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
8325    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
8326
8327    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
8328    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
8329
8330 static int
8331 consec_sets_giv (const struct loop *loop, int first_benefit, rtx p,
8332                  rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx *add_val, rtx *mult_val,
8333                  rtx *ext_val, rtx *last_consec_insn)
8334 {
8335   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
8336   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
8337   int count;
8338   enum rtx_code code;
8339   int benefit;
8340   rtx temp;
8341   rtx set;
8342
8343   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
8344      each insn of the multi-insn sequence.
8345
8346      This induction structure will be used only by the call to
8347      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
8348      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
8349      a new induction structure.  */
8350   struct induction *v;
8351
8352   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != UNKNOWN_INDUCT)
8353     return 0;
8354
8355   v = alloca (sizeof (struct induction));
8356   v->src_reg = src_reg;
8357   v->mult_val = *mult_val;
8358   v->add_val = *add_val;
8359   v->benefit = first_benefit;
8360   v->cant_derive = 0;
8361   v->derive_adjustment = 0;
8362   v->ext_dependent = NULL_RTX;
8363
8364   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
8365   REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
8366
8367   count = regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set - 1;
8368
8369   while (count > 0)
8370     {
8371       p = NEXT_INSN (p);
8372       code = GET_CODE (p);
8373
8374       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
8375       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
8376         p = XEXP (temp, 0);
8377
8378       if (code == INSN
8379           && (set = single_set (p))
8380           && REG_P (SET_DEST (set))
8381           && SET_DEST (set) == dest_reg
8382           && (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg,
8383                                      add_val, mult_val, ext_val, 0,
8384                                      &benefit, VOIDmode)
8385               /* Giv created by equivalent expression.  */
8386               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
8387                   && general_induction_var (loop, XEXP (temp, 0), &src_reg,
8388                                             add_val, mult_val, ext_val, 0,
8389                                             &benefit, VOIDmode)))
8390           && src_reg == v->src_reg)
8391         {
8392           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
8393             benefit += libcall_benefit (p);
8394
8395           count--;
8396           v->mult_val = *mult_val;
8397           v->add_val = *add_val;
8398           v->benefit += benefit;
8399         }
8400       else if (code != NOTE)
8401         {
8402           /* Allow insns that set something other than this giv to a
8403              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
8404              include long constants and should not disqualify a giv.  */
8405           if (code == INSN
8406               && (set = single_set (p))
8407               && SET_DEST (set) != dest_reg
8408               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
8409             continue;
8410
8411           REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8412           return 0;
8413         }
8414     }
8415
8416   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8417   *last_consec_insn = p;
8418   return v->benefit;
8419 }
8420 \f
8421 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8422    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
8423    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
8424
8425    To perform the computation, we note that
8426         G1 = x * v + a          and
8427         G2 = y * v + b
8428    where `v' is the biv.
8429
8430    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
8431
8432    Note that MULT = y/x.
8433
8434    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
8435    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
8436    subtracting variables.  */
8437
8438 static rtx
8439 express_from_1 (rtx a, rtx b, rtx mult)
8440 {
8441   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
8442
8443   if (mult == const0_rtx)
8444     return b;
8445
8446   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
8447      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
8448      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
8449      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
8450
8451   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
8452     return NULL_RTX;
8453
8454   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
8455      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
8456      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
8457      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
8458      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
8459
8460   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
8461     {
8462       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
8463
8464       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8465       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
8466         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
8467
8468       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
8469       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
8470         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
8471
8472       if (rtx_equal_p (ra, rb))
8473         /* We matched: remove one reg completely.  */
8474         a = oa, b = ob;
8475       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
8476         /* An alternate match.  */
8477         a = oa, b = rb;
8478       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
8479         /* An alternate match.  */
8480         a = ra, b = ob;
8481       else
8482         {
8483           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
8484              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
8485           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
8486           if (ob == NULL_RTX)
8487             return NULL_RTX;
8488           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
8489         }
8490     }
8491
8492   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
8493      get rid of everything but a constant.  */
8494
8495   if (GET_CODE (a) == PLUS)
8496     {
8497       rtx ra, oa;
8498
8499       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8500       if (rtx_equal_p (oa, b))
8501         oa = ra;
8502       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
8503         return NULL_RTX;
8504
8505       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
8506         return NULL_RTX;
8507
8508       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
8509     }
8510   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8511     {
8512       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
8513     }
8514   else if (CONSTANT_P (a))
8515     {
8516       enum machine_mode mode_a = GET_MODE (a);
8517       enum machine_mode mode_b = GET_MODE (b);
8518       enum machine_mode mode = mode_b == VOIDmode ? mode_a : mode_b;
8519       return simplify_gen_binary (MINUS, mode, b, a);
8520     }
8521   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
8522     {
8523       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
8524         return XEXP (b, 1);
8525       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
8526         return XEXP (b, 0);
8527       else
8528         return NULL_RTX;
8529     }
8530   else if (rtx_equal_p (a, b))
8531     return const0_rtx;
8532
8533   return NULL_RTX;
8534 }
8535
8536 static rtx
8537 express_from (struct induction *g1, struct induction *g2)
8538 {
8539   rtx mult, add;
8540
8541   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
8542      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
8543      for notation) is also an integer.  */
8544   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
8545       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
8546     {
8547       if (g1->mult_val == const0_rtx
8548           || (g1->mult_val == constm1_rtx
8549               && INTVAL (g2->mult_val)
8550                  == (HOST_WIDE_INT) 1 << (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1))
8551           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
8552         return NULL_RTX;
8553       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
8554     }
8555   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
8556     mult = const1_rtx;
8557   else
8558     {
8559       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
8560       return NULL_RTX;
8561     }
8562
8563   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
8564   if (add == NULL_RTX)
8565     {
8566       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
8567          scale G1's addend and try again.  */
8568       if (INTVAL (mult) > 1)
8569         {
8570           rtx g1_add_val = g1->add_val;
8571           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
8572               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
8573             {
8574               HOST_WIDE_INT m;
8575               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
8576               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
8577                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
8578             }
8579           else
8580             {
8581               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
8582                                          mult);
8583             }
8584
8585           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
8586         }
8587     }
8588   if (add == NULL_RTX)
8589     return NULL_RTX;
8590
8591   /* Form simplified final result.  */
8592   if (mult == const0_rtx)
8593     return add;
8594   else if (mult == const1_rtx)
8595     mult = g1->dest_reg;
8596   else
8597     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
8598
8599   if (add == const0_rtx)
8600     return mult;
8601   else
8602     {
8603       if (GET_CODE (add) == PLUS
8604           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
8605         {
8606           rtx tem = XEXP (add, 1);
8607           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
8608           add = tem;
8609         }
8610
8611       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
8612     }
8613 }
8614 \f
8615 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8616    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
8617    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
8618    used to represent G1.  */
8619
8620 static rtx
8621 combine_givs_p (struct induction *g1, struct induction *g2)
8622 {
8623   rtx comb, ret;
8624
8625   /* With the introduction of ext dependent givs, we must care for modes.
8626      G2 must not use a wider mode than G1.  */
8627   if (GET_MODE_SIZE (g1->mode) < GET_MODE_SIZE (g2->mode))
8628     return NULL_RTX;
8629
8630   ret = comb = express_from (g1, g2);
8631   if (comb == NULL_RTX)
8632     return NULL_RTX;
8633   if (g1->mode != g2->mode)
8634     ret = gen_lowpart (g2->mode, comb);
8635
8636   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
8637      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
8638      rtx_equal_p is a weaker test.  */
8639   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
8640      combination to be the other way round.  */
8641   if (comb == g1->dest_reg
8642       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
8643     {
8644       return ret;
8645     }
8646
8647   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
8648      as an address and no more expensive than using a register for G2,
8649      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
8650   if (ret != NULL_RTX
8651       && g2->giv_type == DEST_ADDR
8652       && memory_address_p (GET_MODE (g2->mem), ret))
8653     return ret;
8654
8655   return NULL_RTX;
8656 }
8657 \f
8658 /* See if BL is monotonic and has a constant per-iteration increment.
8659    Return the increment if so, otherwise return 0.  */
8660
8661 static HOST_WIDE_INT
8662 get_monotonic_increment (struct iv_class *bl)
8663 {
8664   struct induction *v;
8665   rtx incr;
8666
8667   /* Get the total increment and check that it is constant.  */
8668   incr = biv_total_increment (bl);
8669   if (incr == 0 || GET_CODE (incr) != CONST_INT)
8670     return 0;
8671
8672   for (v = bl->biv; v != 0; v = v->next_iv)
8673     {
8674       if (GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT)
8675         return 0;
8676
8677       if (INTVAL (v->add_val) < 0 && INTVAL (incr) >= 0)
8678         return 0;
8679
8680       if (INTVAL (v->add_val) > 0 && INTVAL (incr) <= 0)
8681         return 0;
8682     }
8683   return INTVAL (incr);
8684 }
8685
8686
8687 /* Subroutine of biv_fits_mode_p.  Return true if biv BL, when biased by
8688    BIAS, will never exceed the unsigned range of MODE.  LOOP is the loop
8689    to which the biv belongs and INCR is its per-iteration increment.  */
8690
8691 static bool
8692 biased_biv_fits_mode_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8693                         HOST_WIDE_INT incr, enum machine_mode mode,
8694                         unsigned HOST_WIDE_INT bias)
8695 {
8696   unsigned HOST_WIDE_INT initial, maximum, span, delta;
8697
8698   /* We need to be able to manipulate MODE-size constants.  */
8699   if (HOST_BITS_PER_WIDE_INT < GET_MODE_BITSIZE (mode))
8700     return false;
8701
8702   /* The number of loop iterations must be constant.  */
8703   if (LOOP_INFO (loop)->n_iterations == 0)
8704     return false;
8705
8706   /* So must the biv's initial value.  */
8707   if (bl->initial_value == 0 || GET_CODE (bl->initial_value) != CONST_INT)
8708     return false;
8709
8710   initial = bias + INTVAL (bl->initial_value);
8711   maximum = GET_MODE_MASK (mode);
8712
8713   /* Make sure that the initial value is within range.  */
8714   if (initial > maximum)
8715     return false;
8716
8717   /* Set up DELTA and SPAN such that the number of iterations * DELTA
8718      (calculated to arbitrary precision) must be <= SPAN.  */
8719   if (incr < 0)
8720     {
8721       delta = -incr;
8722       span = initial;
8723     }
8724   else
8725     {
8726       delta = incr;
8727       /* Handle the special case in which MAXIMUM is the largest
8728          unsigned HOST_WIDE_INT and INITIAL is 0.  */
8729       if (maximum + 1 == initial)
8730         span = LOOP_INFO (loop)->n_iterations * delta;
8731       else
8732         span = maximum + 1 - initial;
8733     }
8734   return (span / LOOP_INFO (loop)->n_iterations >= delta);
8735 }
8736
8737
8738 /* Return true if biv BL will never exceed the bounds of MODE.  LOOP is
8739    the loop to which BL belongs and INCR is its per-iteration increment.
8740    UNSIGNEDP is true if the biv should be treated as unsigned.  */
8741
8742 static bool
8743 biv_fits_mode_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8744                  HOST_WIDE_INT incr, enum machine_mode mode, bool unsignedp)
8745 {
8746   struct loop_info *loop_info;
8747   unsigned HOST_WIDE_INT bias;
8748
8749   /* A biv's value will always be limited to its natural mode.
8750      Larger modes will observe the same wrap-around.  */
8751   if (GET_MODE_SIZE (mode) > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (bl->biv->src_reg)))
8752     mode = GET_MODE (bl->biv->src_reg);
8753
8754   loop_info = LOOP_INFO (loop);
8755
8756   bias = (unsignedp ? 0 : (GET_MODE_MASK (mode) >> 1) + 1);
8757   if (biased_biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, bias))
8758     return true;
8759
8760   if (mode == GET_MODE (bl->biv->src_reg)
8761       && bl->biv->src_reg == loop_info->iteration_var
8762       && loop_info->comparison_value
8763       && loop_invariant_p (loop, loop_info->comparison_value))
8764     {
8765       /* If the increment is +1, and the exit test is a <, the BIV
8766          cannot overflow.  (For <=, we have the problematic case that
8767          the comparison value might be the maximum value of the range.)  */
8768       if (incr == 1)
8769         {
8770           if (loop_info->comparison_code == LT)
8771             return true;
8772           if (loop_info->comparison_code == LTU && unsignedp)
8773             return true;
8774         }
8775
8776       /* Likewise for increment -1 and exit test >.  */
8777       if (incr == -1)
8778         {
8779           if (loop_info->comparison_code == GT)
8780             return true;
8781           if (loop_info->comparison_code == GTU && unsignedp)
8782             return true;
8783         }
8784     }
8785   return false;
8786 }
8787
8788
8789 /* Given that X is an extension or truncation of BL, return true
8790    if it is unaffected by overflow.  LOOP is the loop to which
8791    BL belongs and INCR is its per-iteration increment.  */
8792
8793 static bool
8794 extension_within_bounds_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8795                            HOST_WIDE_INT incr, rtx x)
8796 {
8797   enum machine_mode mode;
8798   bool signedp, unsignedp;
8799
8800   switch (GET_CODE (x))
8801     {
8802     case SIGN_EXTEND:
8803     case ZERO_EXTEND:
8804       mode = GET_MODE (XEXP (x, 0));
8805       signedp = (GET_CODE (x) == SIGN_EXTEND);
8806       unsignedp = (GET_CODE (x) == ZERO_EXTEND);
8807       break;
8808
8809     case TRUNCATE:
8810       /* We don't know whether this value is being used as signed
8811          or unsigned, so check the conditions for both.  */
8812       mode = GET_MODE (x);
8813       signedp = unsignedp = true;
8814       break;
8815
8816     default:
8817       gcc_unreachable ();
8818     }
8819
8820   return ((!signedp || biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, false))
8821           && (!unsignedp || biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, true)));
8822 }
8823
8824
8825 /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
8826    root biv is safe from wrapping in the interior mode, which would
8827    make the giv illegal.  */
8828
8829 static void
8830 check_ext_dependent_givs (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
8831 {
8832   struct induction *v;
8833   HOST_WIDE_INT incr;
8834
8835   incr = get_monotonic_increment (bl);
8836
8837   /* Invalidate givs that fail the tests.  */
8838   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8839     if (v->ext_dependent)
8840       {
8841         if (incr != 0
8842             && extension_within_bounds_p (loop, bl, incr, v->ext_dependent))
8843           {
8844             if (loop_dump_stream)
8845               fprintf (loop_dump_stream,
8846                        "Verified ext dependent giv at %d of reg %d\n",
8847                        INSN_UID (v->insn), bl->regno);
8848           }
8849         else
8850           {
8851             if (loop_dump_stream)
8852               fprintf (loop_dump_stream,
8853                        "Failed ext dependent giv at %d\n",
8854                        INSN_UID (v->insn));
8855
8856             v->ignore = 1;
8857             bl->all_reduced = 0;
8858           }
8859       }
8860 }
8861
8862 /* Generate a version of VALUE in a mode appropriate for initializing V.  */
8863
8864 static rtx
8865 extend_value_for_giv (struct induction *v, rtx value)
8866 {
8867   rtx ext_dep = v->ext_dependent;
8868
8869   if (! ext_dep)
8870     return value;
8871
8872   /* Recall that check_ext_dependent_givs verified that the known bounds
8873      of a biv did not overflow or wrap with respect to the extension for
8874      the giv.  Therefore, constants need no additional adjustment.  */
8875   if (CONSTANT_P (value) && GET_MODE (value) == VOIDmode)
8876     return value;
8877
8878   /* Otherwise, we must adjust the value to compensate for the
8879      differing modes of the biv and the giv.  */
8880   return gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (ext_dep), GET_MODE (ext_dep), value);
8881 }
8882 \f
8883 struct combine_givs_stats
8884 {
8885   int giv_number;
8886   int total_benefit;
8887 };
8888
8889 static int
8890 cmp_combine_givs_stats (const void *xp, const void *yp)
8891 {
8892   const struct combine_givs_stats * const x =
8893     (const struct combine_givs_stats *) xp;
8894   const struct combine_givs_stats * const y =
8895     (const struct combine_givs_stats *) yp;
8896   int d;
8897   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
8898   /* Stabilize the sort.  */
8899   if (!d)
8900     d = x->giv_number - y->giv_number;
8901   return d;
8902 }
8903
8904 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
8905    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
8906    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
8907    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
8908
8909 static void
8910 combine_givs (struct loop_regs *regs, struct iv_class *bl)
8911 {
8912   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
8913   const int extra_benefit = 3;
8914
8915   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
8916   int i, j, k, giv_count;
8917   struct combine_givs_stats *stats;
8918   rtx *can_combine;
8919
8920   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
8921   giv_count = 0;
8922   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
8923     if (!g1->ignore)
8924       giv_count++;
8925
8926   giv_array = alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
8927   i = 0;
8928   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
8929     if (!g1->ignore)
8930       giv_array[i++] = g1;
8931
8932   stats = xcalloc (giv_count, sizeof (*stats));
8933   can_combine = xcalloc (giv_count, giv_count * sizeof (rtx));
8934
8935   for (i = 0; i < giv_count; i++)
8936     {
8937       int this_benefit;
8938       rtx single_use;
8939
8940       g1 = giv_array[i];
8941       stats[i].giv_number = i;
8942
8943       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
8944          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
8945          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
8946          to be reduced on its own.  The lossage shows up in particular with
8947          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
8948          be seen elsewhere as well.  */
8949       if (g1->giv_type == DEST_REG
8950           && (single_use = regs->array[REGNO (g1->dest_reg)].single_usage)
8951           && single_use != const0_rtx)
8952         continue;
8953
8954       this_benefit = g1->benefit;
8955       /* Add an additional weight for zero addends.  */
8956       if (g1->no_const_addval)
8957         this_benefit += 1;
8958
8959       for (j = 0; j < giv_count; j++)
8960         {
8961           rtx this_combine;
8962
8963           g2 = giv_array[j];
8964           if (g1 != g2
8965               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
8966             {
8967               can_combine[i * giv_count + j] = this_combine;
8968               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
8969             }
8970         }
8971       stats[i].total_benefit = this_benefit;
8972     }
8973
8974   /* Iterate, combining until we can't.  */
8975 restart:
8976   qsort (stats, giv_count, sizeof (*stats), cmp_combine_givs_stats);
8977
8978   if (loop_dump_stream)
8979     {
8980       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
8981       for (k = 0; k < giv_count; k++)
8982         {
8983           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
8984           if (!g1->combined_with && !g1->same)
8985             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
8986                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
8987                      stats[k].total_benefit);
8988         }
8989       putc ('\n', loop_dump_stream);
8990     }
8991
8992   for (k = 0; k < giv_count; k++)
8993     {
8994       int g1_add_benefit = 0;
8995
8996       i = stats[k].giv_number;
8997       g1 = giv_array[i];
8998
8999       /* If it has already been combined, skip.  */
9000       if (g1->combined_with || g1->same)
9001         continue;
9002
9003       for (j = 0; j < giv_count; j++)
9004         {
9005           g2 = giv_array[j];
9006           if (g1 != g2 && can_combine[i * giv_count + j]
9007               /* If it has already been combined, skip.  */
9008               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
9009             {
9010               int l;
9011
9012               g2->new_reg = can_combine[i * giv_count + j];
9013               g2->same = g1;
9014               /* For destination, we now may replace by mem expression instead
9015                  of register.  This changes the costs considerably, so add the
9016                  compensation.  */
9017               if (g2->giv_type == DEST_ADDR)
9018                 g2->benefit = (g2->benefit + reg_address_cost
9019                                - address_cost (g2->new_reg,
9020                                GET_MODE (g2->mem)));
9021               g1->combined_with++;
9022               g1->lifetime += g2->lifetime;
9023
9024               g1_add_benefit += g2->benefit;
9025
9026               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
9027                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
9028                  longer be necessary.  */
9029               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
9030                 g1_add_benefit -= copy_cost;
9031
9032               /* To help optimize the next set of combinations, remove
9033                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
9034               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
9035                 {
9036                   int m = stats[l].giv_number;
9037                   if (can_combine[m * giv_count + j])
9038                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
9039                 }
9040
9041               if (loop_dump_stream)
9042                 fprintf (loop_dump_stream,
9043                          "giv at %d combined with giv at %d; new benefit %d + %d, lifetime %d\n",
9044                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn),
9045                          g1->benefit, g1_add_benefit, g1->lifetime);
9046             }
9047         }
9048
9049       /* To help optimize the next set of combinations, remove
9050          this giv from the benefits of other potential mates.  */
9051       if (g1->combined_with)
9052         {
9053           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
9054             {
9055               int m = stats[j].giv_number;
9056               if (can_combine[m * giv_count + i])
9057                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
9058             }
9059
9060           g1->benefit += g1_add_benefit;
9061
9062           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
9063              Restart the combination so that proper weights for the
9064              rest of the givs are properly taken into account.  */
9065           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
9066              as to not cover old ground.  But sanely compacting
9067              can_combine is tricky.  */
9068           goto restart;
9069         }
9070     }
9071
9072   /* Clean up.  */
9073   free (stats);
9074   free (can_combine);
9075 }
9076 \f
9077 /* Generate sequence for REG = B * M + A.  B is the initial value of
9078    the basic induction variable, M a multiplicative constant, A an
9079    additive constant and REG the destination register.  */
9080
9081 static rtx
9082 gen_add_mult (rtx b,  rtx m, rtx a, rtx reg)
9083 {
9084   rtx seq;
9085   rtx result;
9086
9087   start_sequence ();
9088   /* Use unsigned arithmetic.  */
9089   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9090   if (reg != result)
9091     emit_move_insn (reg, result);
9092   seq = get_insns ();
9093   end_sequence ();
9094
9095   return seq;
9096 }
9097
9098
9099 /* Update registers created in insn sequence SEQ.  */
9100
9101 static void
9102 loop_regs_update (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, rtx seq)
9103 {
9104   rtx insn;
9105
9106   /* Update register info for alias analysis.  */
9107
9108   insn = seq;
9109   while (insn != NULL_RTX)
9110     {
9111       rtx set = single_set (insn);
9112
9113       if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
9114         record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
9115
9116       insn = NEXT_INSN (insn);
9117     }
9118 }
9119
9120
9121 /* EMIT code before BEFORE_BB/BEFORE_INSN to set REG = B * M + A.  B
9122    is the initial value of the basic induction variable, M a
9123    multiplicative constant, A an additive constant and REG the
9124    destination register.  */
9125
9126 static void
9127 loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a,
9128                               rtx reg, basic_block before_bb, rtx before_insn)
9129 {
9130   rtx seq;
9131
9132   if (! before_insn)
9133     {
9134       loop_iv_add_mult_hoist (loop, b, m, a, reg);
9135       return;
9136     }
9137
9138   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9139   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9140
9141   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
9142   update_reg_last_use (a, before_insn);
9143   update_reg_last_use (b, before_insn);
9144   update_reg_last_use (m, before_insn);
9145
9146   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9147      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9148      must do this before inserting the sequence.  */
9149   loop_regs_update (loop, seq);
9150
9151   loop_insn_emit_before (loop, before_bb, before_insn, seq);
9152 }
9153
9154
9155 /* Emit insns in loop pre-header to set REG = B * M + A.  B is the
9156    initial value of the basic induction variable, M a multiplicative
9157    constant, A an additive constant and REG the destination
9158    register.  */
9159
9160 static void
9161 loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9162 {
9163   rtx seq;
9164
9165   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9166   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9167
9168   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.
9169      ???? Is this really necessary?  */
9170   update_reg_last_use (a, loop->sink);
9171   update_reg_last_use (b, loop->sink);
9172   update_reg_last_use (m, loop->sink);
9173
9174   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9175      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9176      must do this before inserting the sequence.  */
9177   loop_regs_update (loop, seq);
9178
9179   loop_insn_sink (loop, seq);
9180 }
9181
9182
9183 /* Emit insns after loop to set REG = B * M + A.  B is the initial
9184    value of the basic induction variable, M a multiplicative constant,
9185    A an additive constant and REG the destination register.  */
9186
9187 static void
9188 loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9189 {
9190   rtx seq;
9191
9192   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9193   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9194
9195   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9196      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9197      must do this before inserting the sequence.  */
9198   loop_regs_update (loop, seq);
9199
9200   loop_insn_hoist (loop, seq);
9201 }
9202
9203
9204
9205 /* Similar to gen_add_mult, but compute cost rather than generating
9206    sequence.  */
9207
9208 static int
9209 iv_add_mult_cost (rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9210 {
9211   int cost = 0;
9212   rtx last, result;
9213
9214   start_sequence ();
9215   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9216   if (reg != result)
9217     emit_move_insn (reg, result);
9218   last = get_last_insn ();
9219   while (last)
9220     {
9221       rtx t = single_set (last);
9222       if (t)
9223         cost += rtx_cost (SET_SRC (t), SET);
9224       last = PREV_INSN (last);
9225     }
9226   end_sequence ();
9227   return cost;
9228 }
9229 \f
9230 /* Test whether A * B can be computed without
9231    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.
9232
9233   ??? This function stinks because it generates a ton of wasted RTL
9234   ??? and as a result fragments GC memory to no end.  There are other
9235   ??? places in the compiler which are invoked a lot and do the same
9236   ??? thing, generate wasted RTL just to see if something is possible.  */
9237
9238 static int
9239 product_cheap_p (rtx a, rtx b)
9240 {
9241   rtx tmp;
9242   int win, n_insns;
9243
9244   /* If only one is constant, make it B.  */
9245   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9246     tmp = a, a = b, b = tmp;
9247
9248   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
9249   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9250     return 1;
9251
9252   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
9253   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
9254     return 0;
9255
9256   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
9257      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
9258      of insns is generated.  */
9259
9260   start_sequence ();
9261   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 1);
9262   tmp = get_insns ();
9263   end_sequence ();
9264
9265   win = 1;
9266   if (tmp == NULL_RTX)
9267     ;
9268   else if (INSN_P (tmp))
9269     {
9270       n_insns = 0;
9271       while (tmp != NULL_RTX)
9272         {
9273           rtx next = NEXT_INSN (tmp);
9274
9275           if (++n_insns > 3
9276               || !NONJUMP_INSN_P (tmp)
9277               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == SET
9278                   && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (tmp))) == MULT)
9279               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == PARALLEL
9280                   && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0)) == SET
9281                   && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0))) == MULT))
9282             {
9283               win = 0;
9284               break;
9285             }
9286
9287           tmp = next;
9288         }
9289     }
9290   else if (GET_CODE (tmp) == SET
9291            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
9292     win = 0;
9293   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
9294            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
9295            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
9296     win = 0;
9297
9298   return win;
9299 }
9300 \f
9301 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
9302    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
9303    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
9304    to see if the optimization can be performed.
9305    Value is nonzero if optimization was performed.  */
9306
9307 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
9308    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
9309    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
9310    faster than one that increments from zero.  */
9311
9312 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
9313    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
9314    final_[bg]iv_value.  */
9315
9316 static int
9317 check_dbra_loop (struct loop *loop, int insn_count)
9318 {
9319   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
9320   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
9321   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
9322   struct iv_class *bl;
9323   rtx reg;
9324   enum machine_mode mode;
9325   rtx jump_label;
9326   rtx final_value;
9327   rtx start_value;
9328   rtx new_add_val;
9329   rtx comparison;
9330   rtx before_comparison;
9331   rtx p;
9332   rtx jump;
9333   rtx first_compare;
9334   int compare_and_branch;
9335   rtx loop_start = loop->start;
9336   rtx loop_end = loop->end;
9337
9338   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
9339      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
9340
9341   jump = PREV_INSN (loop_end);
9342   comparison = get_condition_for_loop (loop, jump);
9343   if (comparison == 0)
9344     return 0;
9345   if (!onlyjump_p (jump))
9346     return 0;
9347
9348   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
9349      two instructions.  */
9350   get_condition (jump, &first_compare, false, true);
9351   if (first_compare == jump)
9352     compare_and_branch = 1;
9353   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
9354     compare_and_branch = 2;
9355   else
9356     return 0;
9357
9358   {
9359     /* If more than one condition is present to control the loop, then
9360        do not proceed, as this function does not know how to rewrite
9361        loop tests with more than one condition.
9362
9363        Look backwards from the first insn in the last comparison
9364        sequence and see if we've got another comparison sequence.  */
9365
9366     rtx jump1;
9367     if ((jump1 = prev_nonnote_insn (first_compare))
9368         && JUMP_P (jump1))
9369         return 0;
9370   }
9371
9372   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
9373      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
9374      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
9375      used between its update and the test insn.  */
9376
9377   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9378     {
9379       if (bl->biv_count == 1
9380           && ! bl->biv->maybe_multiple
9381           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
9382           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9383                                    first_compare))
9384         break;
9385     }
9386
9387   /* Try swapping the comparison to identify a suitable biv.  */
9388   if (!bl)
9389     for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9390       if (bl->biv_count == 1
9391           && ! bl->biv->maybe_multiple
9392           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 1)
9393           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9394                                    first_compare))
9395         {
9396           comparison = gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)),
9397                                        VOIDmode,
9398                                        XEXP (comparison, 1),
9399                                        XEXP (comparison, 0));
9400           break;
9401         }
9402
9403   if (! bl)
9404     return 0;
9405
9406   /* Look for the case where the basic induction variable is always
9407      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
9408      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
9409      m68k DBRA instruction to be used.  */
9410
9411   if (((GET_CODE (comparison) == GT && XEXP (comparison, 1) == constm1_rtx)
9412        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
9413       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9414       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
9415     {
9416       /* Initial value must be greater than 0,
9417          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
9418          the last iteration */
9419
9420       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
9421           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
9422           && (INTVAL (bl->initial_value)
9423               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
9424         {
9425           /* Register always nonnegative, add REG_NOTE to branch.  */
9426           if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9427             REG_NOTES (jump)
9428               = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9429                                    REG_NOTES (jump));
9430           bl->nonneg = 1;
9431
9432           return 1;
9433         }
9434
9435       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
9436          the loop, then we can safely optimize.  */
9437       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
9438         {
9439           if (LABEL_P (p))
9440             break;
9441           if (!JUMP_P (p))
9442             continue;
9443
9444           before_comparison = get_condition_for_loop (loop, p);
9445           if (before_comparison
9446               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
9447               && (GET_CODE (before_comparison) == LT
9448                   || GET_CODE (before_comparison) == LTU)
9449               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
9450               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
9451               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
9452             {
9453               if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9454                 REG_NOTES (jump)
9455                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9456                                        REG_NOTES (jump));
9457               bl->nonneg = 1;
9458
9459               return 1;
9460             }
9461         }
9462     }
9463   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9464            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
9465     {
9466       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
9467       /* Can do this if:
9468          all registers modified are induction variables or invariant,
9469          all memory references have non-overlapping addresses
9470          (obviously true if only one write)
9471          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
9472       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
9473          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
9474          reversed.  We meet this condition by requiring that either
9475          no_use_except_counting is true, or else that there is only
9476          one biv.  */
9477       int num_nonfixed_reads = 0;
9478       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
9479       int no_use_except_counting = 0;
9480       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
9481          which is reversible.  */
9482       int reversible_mem_store = 1;
9483
9484       if (bl->giv_count == 0
9485           && !loop->exit_count
9486           && !loop_info->has_multiple_exit_targets)
9487         {
9488           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
9489           struct iv_class *blt;
9490
9491           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
9492              fall through at the end of the loop, then
9493              see if perhaps there are no uses except to count.  */
9494           no_use_except_counting = 1;
9495           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9496             if (INSN_P (p))
9497               {
9498                 rtx set = single_set (p);
9499
9500                 if (set && REG_P (SET_DEST (set))
9501                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
9502                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
9503                   ;
9504                 else if (!reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
9505                   /* An insn that doesn't mention the biv is okay.  */
9506                   ;
9507                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
9508                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
9509                   {
9510                     /* If either of these insns uses the biv and sets a pseudo
9511                        that has more than one usage, then the biv has uses
9512                        other than counting since it's used to derive a value
9513                        that is used more than one time.  */
9514                     note_stores (PATTERN (p), note_set_pseudo_multiple_uses,
9515                                  regs);
9516                     if (regs->multiple_uses)
9517                       {
9518                         no_use_except_counting = 0;
9519                         break;
9520                       }
9521                   }
9522                 else
9523                   {
9524                     no_use_except_counting = 0;
9525                     break;
9526                   }
9527               }
9528
9529           /* A biv has uses besides counting if it is used to set
9530              another biv.  */
9531           for (blt = ivs->list; blt; blt = blt->next)
9532             if (blt->init_set
9533                 && reg_mentioned_p (bivreg, SET_SRC (blt->init_set)))
9534               {
9535                 no_use_except_counting = 0;
9536                 break;
9537               }
9538         }
9539
9540       if (no_use_except_counting)
9541         /* No need to worry about MEMs.  */
9542         ;
9543       else if (loop_info->num_mem_sets <= 1)
9544         {
9545           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9546             if (INSN_P (p))
9547               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (loop, PATTERN (p));
9548
9549           /* If the loop has a single store, and the destination address is
9550              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
9551              might then have the wrong value at loop exit.
9552              This would work if the source was invariant also, however, in that
9553              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
9554
9555           if (loop_info->num_mem_sets == 1)
9556             {
9557               struct induction *v;
9558
9559               /* If we could prove that each of the memory locations
9560                  written to was different, then we could reverse the
9561                  store -- but we don't presently have any way of
9562                  knowing that.  */
9563               reversible_mem_store = 0;
9564
9565               /* If the store depends on a register that is set after the
9566                  store, it depends on the initial value, and is thus not
9567                  reversible.  */
9568               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
9569                 {
9570                   if (v->giv_type == DEST_REG
9571                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
9572                                           PATTERN (loop_info->first_loop_store_insn))
9573                       && loop_insn_first_p (loop_info->first_loop_store_insn,
9574                                             v->insn))
9575                     reversible_mem_store = 0;
9576                 }
9577             }
9578         }
9579       else
9580         return 0;
9581
9582       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
9583          the memory address check by only reversing loops with
9584          zero or one memory access.
9585          Two memory accesses could involve parts of the same array,
9586          and that can't be reversed.
9587          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
9588          about all these things.  */
9589
9590       if ((num_nonfixed_reads <= 1
9591            && ! loop_info->has_nonconst_call
9592            && ! loop_info->has_prefetch
9593            && ! loop_info->has_volatile
9594            && reversible_mem_store
9595            && (bl->giv_count + bl->biv_count + loop_info->num_mem_sets
9596                + num_unmoved_movables (loop) + compare_and_branch == insn_count)
9597            && (bl == ivs->list && bl->next == 0))
9598           || (no_use_except_counting && ! loop_info->has_prefetch))
9599         {
9600           rtx tem;
9601
9602           /* Loop can be reversed.  */
9603           if (loop_dump_stream)
9604             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
9605
9606           /* Now check other conditions:
9607
9608              The increment must be a constant, as must the initial value,
9609              and the comparison code must be LT.
9610
9611              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
9612              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
9613              confusing.  */
9614
9615           if (comparison
9616               /* for constants, LE gets turned into LT */
9617               && (GET_CODE (comparison) == LT
9618                   || (GET_CODE (comparison) == LE
9619                       && no_use_except_counting) 
9620                   || GET_CODE (comparison) == LTU))
9621             {
9622               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val = 0;
9623               rtx initial_value, comparison_value;
9624               int nonneg = 0;
9625               enum rtx_code cmp_code;
9626               int comparison_const_width;
9627               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
9628               bool keep_first_compare;
9629
9630               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
9631               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
9632               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
9633                 comparison_const_width
9634                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
9635               else
9636                 comparison_const_width
9637                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
9638               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9639                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
9640               comparison_sign_mask
9641                 = (unsigned HOST_WIDE_INT) 1 << (comparison_const_width - 1);
9642
9643               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
9644                  can not reverse this loop.
9645
9646                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
9647                  a whole compute an invariant result, then we could move
9648                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
9649               if (! loop_invariant_p (loop, comparison_value))
9650                 return 0;
9651
9652               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9653                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
9654               initial_value = bl->initial_value;
9655
9656               /* Normalize the initial value if it is an integer and
9657                  has no other use except as a counter.  This will allow
9658                  a few more loops to be reversed.  */
9659               if (no_use_except_counting
9660                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9661                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9662                 {
9663                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
9664                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
9665                      of add_val in order to do the loop reversal, so
9666                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
9667                      Since comparison_value is constant, we know that the
9668                      current comparison code is LT.  */
9669                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
9670                   comparison_val
9671                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
9672                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
9673                      even if there is an overflow, we might still be able to
9674                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
9675                      NE is possible.  */
9676                   initial_value = const0_rtx;
9677                 }
9678
9679               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
9680               if (initial_value == const0_rtx
9681                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9682                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
9683                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
9684                         & comparison_sign_mask))
9685                 {
9686                   /* Register will always be nonnegative, with value
9687                      0 on last iteration */
9688                   add_adjust = add_val;
9689                   nonneg = 1;
9690                   cmp_code = GE;
9691                 }
9692               else
9693                 return 0;
9694
9695               if (GET_CODE (comparison) == LE)
9696                 add_adjust -= add_val;
9697
9698               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
9699                  value is not an exact multiple of the increment, then we
9700                  can not reverse this loop.  */
9701               if (initial_value == const0_rtx
9702                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9703                 {
9704                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
9705                     return 0;
9706                 }
9707               else
9708                 {
9709                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
9710                     return 0;
9711                 }
9712
9713               final_value = comparison_value;
9714
9715               /* Reset these in case we normalized the initial value
9716                  and comparison value above.  */
9717               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9718                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9719                 {
9720                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
9721                   final_value
9722                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
9723                 }
9724               bl->initial_value = initial_value;
9725
9726               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
9727               reg = bl->biv->dest_reg;
9728               mode = GET_MODE (reg);
9729               jump_label = condjump_label (PREV_INSN (loop_end));
9730               new_add_val = GEN_INT (-INTVAL (bl->biv->add_val));
9731
9732               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
9733                  to generate a SUB.
9734                  Initialize biv to start_value before loop start.
9735                  The old initializing insn will be deleted as a
9736                  dead store by flow.c.  */
9737               if (initial_value == const0_rtx
9738                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9739                 {
9740                   start_value
9741                     = gen_int_mode (comparison_val - add_adjust, mode);
9742                   loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (reg, start_value));
9743                 }
9744               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9745                 {
9746                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
9747                   rtx add_insn = gen_add3_insn (reg, comparison_value, offset);
9748
9749                   if (add_insn == 0)
9750                     return 0;
9751
9752                   start_value
9753                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
9754                   loop_insn_hoist (loop, add_insn);
9755                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
9756                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
9757                                                 GEN_INT (add_val));
9758                 }
9759               else if (! add_adjust)
9760                 {
9761                   rtx sub_insn = gen_sub3_insn (reg, comparison_value,
9762                                                 initial_value);
9763
9764                   if (sub_insn == 0)
9765                     return 0;
9766                   start_value
9767                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
9768                   loop_insn_hoist (loop, sub_insn);
9769                 }
9770               else
9771                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
9772                    better to have a testcase first.  */
9773                 return 0;
9774
9775               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
9776                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
9777               start_sequence ();
9778               expand_inc (reg, new_add_val);
9779               tem = get_insns ();
9780               end_sequence ();
9781
9782               p = loop_insn_emit_before (loop, 0, bl->biv->insn, tem);
9783               delete_insn (bl->biv->insn);
9784
9785               /* Update biv info to reflect its new status.  */
9786               bl->biv->insn = p;
9787               bl->initial_value = start_value;
9788               bl->biv->add_val = new_add_val;
9789
9790               /* Update loop info.  */
9791               loop_info->initial_value = reg;
9792               loop_info->initial_equiv_value = reg;
9793               loop_info->final_value = const0_rtx;
9794               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
9795               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
9796               loop_info->comparison_code = cmp_code;
9797               loop_info->increment = new_add_val;
9798
9799               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
9800                  not delete the label.  */
9801               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0))++;
9802
9803               /* If we have a separate comparison insn that does more
9804                  than just set cc0, the result of the comparison might
9805                  be used outside the loop.  */
9806               keep_first_compare = (compare_and_branch == 2
9807 #ifdef HAVE_CC0
9808                                     && sets_cc0_p (first_compare) <= 0
9809 #endif
9810                                     );
9811
9812               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
9813                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
9814               if (keep_first_compare
9815                   || (REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
9816                   || ! bl->init_insn
9817                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
9818                 loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (reg, final_value));
9819
9820               if (keep_first_compare)
9821                 loop_insn_sink (loop, PATTERN (first_compare));
9822
9823               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
9824               delete_related_insns (PREV_INSN (loop_end));
9825               if (compare_and_branch == 2)
9826                 delete_related_insns (first_compare);
9827
9828               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
9829               start_sequence ();
9830               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
9831                                        mode, 0,
9832                                        XEXP (jump_label, 0));
9833               tem = get_insns ();
9834               end_sequence ();
9835               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
9836
9837               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
9838                    tem && !JUMP_P (tem);
9839                    tem = PREV_INSN (tem))
9840                 ;
9841
9842               if (tem)
9843                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
9844
9845               if (nonneg)
9846                 {
9847                   if (tem)
9848                     {
9849                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
9850                       /* Register is now always nonnegative,
9851                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
9852                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, reg,
9853                                                            REG_NOTES (tem));
9854                     }
9855                   bl->nonneg = 1;
9856                 }
9857
9858               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
9859                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
9860                  code).
9861                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
9862                  counting, or it is the only biv in this function.
9863                  However, the code that computes no_use_except_counting does
9864                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
9865                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
9866                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
9867                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
9868                  here.  */
9869               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9870                 if (INSN_P (p))
9871                   {
9872                     rtx *pnote;
9873                     rtx set = single_set (p);
9874                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
9875                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
9876                     if (! set
9877                         || !REG_P (SET_DEST (set))
9878                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= ivs->n_regs
9879                         || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
9880                         || REG_IV_INFO (ivs, REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
9881                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
9882                         {
9883                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
9884                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
9885                                                   XEXP (*pnote, 0)))
9886                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
9887                           else
9888                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
9889                         }
9890                   }
9891
9892               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
9893                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
9894                  will have to be fixed up.  */
9895
9896               bl->reversed = 1;
9897
9898               if (loop_dump_stream)
9899                 {
9900                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
9901                   if (bl->nonneg)
9902                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
9903                   else
9904                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
9905                 }
9906
9907               return 1;
9908             }
9909         }
9910     }
9911
9912   return 0;
9913 }
9914 \f
9915 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
9916    based on the insns in the loop that refer to it.
9917
9918    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
9919
9920    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
9921    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
9922    start of the loop.  */
9923
9924 static int
9925 maybe_eliminate_biv (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
9926                      int eliminate_p, int threshold, int insn_count)
9927 {
9928   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
9929   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
9930   rtx p;
9931
9932   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
9933      biv in a way that we cannot eliminate.  */
9934
9935   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
9936     {
9937       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
9938       basic_block where_bb = 0;
9939       rtx where_insn = threshold >= insn_count ? 0 : p;
9940       rtx note;
9941
9942       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
9943       if (INSN_P (p))
9944         {
9945           note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
9946
9947           if (note)
9948             {
9949               rtx last = XEXP (note, 0);
9950               rtx set = single_set (last);
9951
9952               if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
9953                 {
9954                   unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
9955
9956                   if (regno < ivs->n_regs
9957                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == GENERAL_INDUCT
9958                       && REG_IV_INFO (ivs, regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
9959                     p = last;
9960                 }
9961             }
9962         }
9963
9964       /* Closely examine the insn if the biv is mentioned.  */
9965       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
9966           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
9967           && ! maybe_eliminate_biv_1 (loop, PATTERN (p), p, bl,
9968                                       eliminate_p, where_bb, where_insn))
9969         {
9970           if (loop_dump_stream)
9971             fprintf (loop_dump_stream,
9972                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
9973                      bl->regno, INSN_UID (p));
9974           break;
9975         }
9976
9977       /* If we are eliminating, kill REG_EQUAL notes mentioning the biv.  */
9978       if (eliminate_p
9979           && (note = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)) != NULL_RTX
9980           && reg_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
9981         remove_note (p, note);
9982     }
9983
9984   if (p == loop->end)
9985     {
9986       if (loop_dump_stream)
9987         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
9988                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
9989       return 1;
9990     }
9991
9992   return 0;
9993 }
9994 \f
9995 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
9996    Return nonzero if INSN is first.  */
9997
9998 static int
9999 loop_insn_first_p (rtx insn, rtx reference)
10000 {
10001   rtx p, q;
10002
10003   for (p = insn, q = reference;;)
10004     {
10005       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
10006          first.  */
10007       if (q == insn || ! p)
10008         return 0;
10009       if (p == reference || ! q)
10010         return 1;
10011
10012       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
10013          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
10014          P is a note.  */
10015       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
10016           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
10017           && !NOTE_P (p))
10018         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
10019
10020       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
10021           || NOTE_P (p))
10022         p = NEXT_INSN (p);
10023       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
10024         q = NEXT_INSN (q);
10025     }
10026 }
10027
10028 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return nonzero if
10029    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
10030    div derivation is zero.  */
10031 static int
10032 biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *biv,
10033                                   struct induction *giv, rtx insn)
10034 {
10035   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
10036      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
10037      insn, then we'd have to adjust the value used here.
10038      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
10039   if (giv->auto_inc_opt
10040       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
10041            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
10042           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
10043               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
10044     return 0;
10045
10046   return 1;
10047 }
10048
10049 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
10050    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
10051
10052    If BIV does not appear in X, return 1.
10053
10054    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
10055    WHERE_INSN/WHERE_BB indicate where extra insns should be added.
10056    Depending on how many items have been moved out of the loop, it
10057    will either be before INSN (when WHERE_INSN is nonzero) or at the
10058    start of the loop (when WHERE_INSN is zero).  */
10059
10060 static int
10061 maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
10062                        struct iv_class *bl, int eliminate_p,
10063                        basic_block where_bb, rtx where_insn)
10064 {
10065   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
10066   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
10067   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
10068   struct induction *v;
10069   rtx arg, tem;
10070 #ifdef HAVE_cc0
10071   rtx new;
10072 #endif
10073   int arg_operand;
10074   const char *fmt;
10075   int i, j;
10076
10077   switch (code)
10078     {
10079     case REG:
10080       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
10081          we can't eliminate it.  */
10082       if (x == reg)
10083         return 0;
10084       return 1;
10085
10086     case SET:
10087       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
10088       if (SET_DEST (x) == reg)
10089         return 1;
10090
10091       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
10092          it will go away when the giv is reduced.  */
10093       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10094         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
10095           return 1;
10096
10097 #ifdef HAVE_cc0
10098       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
10099         {
10100           /* Can replace with any giv that was reduced and
10101              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
10102              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10103              ??? We disable this optimization to avoid potential
10104              overflows.  */
10105
10106           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10107             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
10108                 && v->add_val == const0_rtx
10109                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10110                 && v->mode == mode
10111                 && 0)
10112               {
10113                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10114                   continue;
10115
10116                 if (! eliminate_p)
10117                   return 1;
10118
10119                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10120                    then reverse the comparison.  */
10121                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10122                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
10123                                          const0_rtx, v->new_reg);
10124                 else
10125                   new = v->new_reg;
10126
10127                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
10128                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
10129                   return 1;
10130               }
10131
10132           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
10133              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
10134              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10135              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
10136              overflow problem.  */
10137
10138           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10139             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10140                 && v->mult_val != const0_rtx
10141                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10142                 && v->mode == mode
10143                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10144                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10145                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10146                     || (REG_P (v->add_val)
10147                         && REG_POINTER (v->add_val))))
10148               {
10149                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10150                   continue;
10151
10152                 if (! eliminate_p)
10153                   return 1;
10154
10155                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10156                    then reverse the comparison.  */
10157                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10158                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
10159                                          v->new_reg);
10160                 else
10161                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
10162                                          copy_rtx (v->add_val));
10163
10164                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
10165                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
10166                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10167                   return 1;
10168
10169                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
10170                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
10171                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
10172
10173                 loop_insn_emit_before (loop, 0, where_insn,
10174                                        gen_move_insn (tem,
10175                                                       copy_rtx (v->add_val)));
10176
10177                 /* Substitute the new register for its invariant value in
10178                    the compare expression.  */
10179                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
10180                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10181                   return 1;
10182               }
10183         }
10184 #endif
10185       break;
10186
10187     case COMPARE:
10188     case EQ:  case NE:
10189     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
10190     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
10191       /* See if either argument is the biv.  */
10192       if (XEXP (x, 0) == reg)
10193         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
10194       else if (XEXP (x, 1) == reg)
10195         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
10196       else
10197         break;
10198
10199       if (CONSTANT_P (arg))
10200         {
10201           /* First try to replace with any giv that has constant positive
10202              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
10203              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
10204
10205           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10206             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10207                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
10208                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10209                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10210                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10211                     || (REG_P (v->add_val)
10212                         && REG_POINTER (v->add_val)))
10213                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10214                 && v->mode == mode)
10215               {
10216                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10217                   continue;
10218
10219                 /* Don't eliminate if the linear combination that makes up
10220                    the giv overflows when it is applied to ARG.  */
10221                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT)
10222                   {
10223                     rtx add_val;
10224
10225                     if (GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
10226                       add_val = v->add_val;
10227                     else
10228                       add_val = const0_rtx;
10229
10230                     if (const_mult_add_overflow_p (arg, v->mult_val,
10231                                                    add_val, mode, 1))
10232                       continue;
10233                   }
10234
10235                 if (! eliminate_p)
10236                   return 1;
10237
10238                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
10239                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand), v->new_reg, 1);
10240
10241                 /* If all constants are actually constant integers and
10242                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
10243                    do so.  */
10244                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
10245                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
10246                   {
10247                     tem = expand_mult_add (arg, NULL_RTX, v->mult_val,
10248                                            v->add_val, mode, 1);
10249                   }
10250                 else
10251                   {
10252                     /* Otherwise, load it into a register.  */
10253                     tem = gen_reg_rtx (mode);
10254                     loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10255                                                   v->mult_val, v->add_val,
10256                                                   tem, where_bb, where_insn);
10257                   }
10258
10259                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10260
10261                 if (apply_change_group ())
10262                   return 1;
10263               }
10264
10265           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
10266              Insert insns to calculate new compare value.
10267              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
10268
10269           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10270             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10271                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
10272                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10273                 && v->mode == mode
10274                 && 0)
10275               {
10276                 rtx tem;
10277
10278                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10279                   continue;
10280
10281                 if (! eliminate_p)
10282                   return 1;
10283
10284                 tem = gen_reg_rtx (mode);
10285
10286                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
10287                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
10288                                  v->new_reg, 1);
10289
10290                 /* Compute value to compare against.  */
10291                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10292                                               v->mult_val, v->add_val,
10293                                               tem, where_bb, where_insn);
10294                 /* Use it in this insn.  */
10295                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10296                 if (apply_change_group ())
10297                   return 1;
10298               }
10299         }
10300       else if (REG_P (arg) || MEM_P (arg))
10301         {
10302           if (loop_invariant_p (loop, arg) == 1)
10303             {
10304               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
10305                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
10306                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
10307
10308               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10309                 if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
10310                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10311                     && v->mode == mode
10312                     && 0)
10313                   {
10314                     rtx tem;
10315
10316                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10317                       continue;
10318
10319                     if (! eliminate_p)
10320                       return 1;
10321
10322                     tem = gen_reg_rtx (mode);
10323
10324                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
10325                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
10326                                      v->new_reg, 1);
10327
10328                     /* Compute value to compare against.  */
10329                     loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10330                                                   v->mult_val, v->add_val,
10331                                                   tem, where_bb, where_insn);
10332                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10333                     if (apply_change_group ())
10334                       return 1;
10335                   }
10336             }
10337
10338           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
10339              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
10340              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
10341              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
10342              but that can generate poor code.
10343
10344              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
10345              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
10346              we might have to do a topological sort of the order in which
10347              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
10348              this sort of thing now.  */
10349
10350 #if 0
10351           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
10352           if (!REG_P (arg)
10353               || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
10354             return 0;
10355
10356           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
10357              with identical coefficients.  */
10358           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10359             {
10360               struct induction *tv;
10361
10362               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
10363                 continue;
10364
10365               for (tv = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (arg))->giv; tv;
10366                    tv = tv->next_iv)
10367                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
10368                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
10369                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
10370                     && tv->mode == mode)
10371                   {
10372                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10373                       continue;
10374
10375                     if (! eliminate_p)
10376                       return 1;
10377
10378                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
10379                     XEXP (x, 1 - arg_operand) = v->new_reg;
10380                     /* Replace other operand with the other giv's
10381                        reduced reg.  */
10382                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
10383                     return 1;
10384                   }
10385             }
10386 #endif
10387         }
10388
10389       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
10390       return 0;
10391
10392     case MEM:
10393       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
10394          biv is used in it, since it will be replaced.  */
10395       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10396         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
10397           return 1;
10398       break;
10399
10400     default:
10401       break;
10402     }
10403
10404   /* See if any subexpression fails elimination.  */
10405   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
10406   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
10407     {
10408       switch (fmt[i])
10409         {
10410         case 'e':
10411           if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XEXP (x, i), insn, bl,
10412                                        eliminate_p, where_bb, where_insn))
10413             return 0;
10414           break;
10415
10416         case 'E':
10417           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10418             if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
10419                                          eliminate_p, where_bb, where_insn))
10420               return 0;
10421           break;
10422         }
10423     }
10424
10425   return 1;
10426 }
10427 \f
10428 /* Return nonzero if the last use of REG
10429    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
10430
10431 static int
10432 last_use_this_basic_block (rtx reg, rtx insn)
10433 {
10434   rtx n;
10435   for (n = insn;
10436        n && !LABEL_P (n) && !JUMP_P (n);
10437        n = NEXT_INSN (n))
10438     {
10439       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
10440         return 1;
10441     }
10442   return 0;
10443 }
10444 \f
10445 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
10446    just record the location of the set and process it later.  */
10447
10448 static void
10449 record_initial (rtx dest, rtx set, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10450 {
10451   struct loop_ivs *ivs = (struct loop_ivs *) data;
10452   struct iv_class *bl;
10453
10454   if (!REG_P (dest)
10455       || REGNO (dest) >= ivs->n_regs
10456       || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
10457     return;
10458
10459   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest));
10460
10461   /* If this is the first set found, record it.  */
10462   if (bl->init_insn == 0)
10463     {
10464       bl->init_insn = note_insn;
10465       bl->init_set = set;
10466     }
10467 }
10468 \f
10469 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
10470    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
10471    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
10472    use it.  X must be a source expression only.  */
10473
10474 static void
10475 update_reg_last_use (rtx x, rtx insn)
10476 {
10477   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
10478      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
10479      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
10480      and hence this insn will never be the last use of x.
10481      ???? This comment is not correct.  See for example loop_givs_reduce.
10482      This may insert an insn before another new insn.  */
10483   if (REG_P (x) && REGNO (x) < max_reg_before_loop
10484       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
10485       && REGNO_LAST_LUID (REGNO (x)) < INSN_LUID (insn))
10486     {
10487       REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
10488     }
10489   else
10490     {
10491       int i, j;
10492       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
10493       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
10494         {
10495           if (fmt[i] == 'e')
10496             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
10497           else if (fmt[i] == 'E')
10498             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10499               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
10500         }
10501     }
10502 }
10503 \f
10504 /* Similar to rtlanal.c:get_condition, except that we also put an
10505    invariant last unless both operands are invariants.  */
10506
10507 static rtx
10508 get_condition_for_loop (const struct loop *loop, rtx x)
10509 {
10510   rtx comparison = get_condition (x, (rtx*) 0, false, true);
10511
10512   if (comparison == 0
10513       || ! loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 0))
10514       || loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 1)))
10515     return comparison;
10516
10517   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
10518                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
10519 }
10520
10521 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
10522
10523    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
10524    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
10525 static int
10526 indirect_jump_in_function_p (rtx start)
10527 {
10528   rtx insn;
10529
10530   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
10531     if (computed_jump_p (insn))
10532       return 1;
10533
10534   return 0;
10535 }
10536
10537 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
10538    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
10539    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
10540
10541 static int
10542 insert_loop_mem (rtx *mem, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10543 {
10544   struct loop_info *loop_info = data;
10545   int i;
10546   rtx m = *mem;
10547
10548   if (m == NULL_RTX)
10549     return 0;
10550
10551   switch (GET_CODE (m))
10552     {
10553     case MEM:
10554       break;
10555
10556     case CLOBBER:
10557       /* We're not interested in MEMs that are only clobbered.  */
10558       return -1;
10559
10560     case CONST_DOUBLE:
10561       /* We're not interested in the MEM associated with a
10562          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
10563       return -1;
10564
10565     case EXPR_LIST:
10566       /* We're not interested in any MEMs that only appear in notes.  */
10567       return -1;
10568
10569     default:
10570       /* This is not a MEM.  */
10571       return 0;
10572     }
10573
10574   /* See if we've already seen this MEM.  */
10575   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
10576     if (rtx_equal_p (m, loop_info->mems[i].mem))
10577       {
10578         if (MEM_VOLATILE_P (m) && !MEM_VOLATILE_P (loop_info->mems[i].mem))
10579           loop_info->mems[i].mem = m;
10580         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_info->mems[i].mem))
10581           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
10582              this happens, something tricky is going on, and we just
10583              don't optimize accesses to this MEM.  */
10584           loop_info->mems[i].optimize = 0;
10585
10586         return 0;
10587       }
10588
10589   /* Resize the array, if necessary.  */
10590   if (loop_info->mems_idx == loop_info->mems_allocated)
10591     {
10592       if (loop_info->mems_allocated != 0)
10593         loop_info->mems_allocated *= 2;
10594       else
10595         loop_info->mems_allocated = 32;
10596
10597       loop_info->mems = xrealloc (loop_info->mems,
10598                                   loop_info->mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
10599     }
10600
10601   /* Actually insert the MEM.  */
10602   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].mem = m;
10603   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
10604      because we can't put it in a register.  We still store it in the
10605      table, though, so that if we see the same address later, but in a
10606      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
10607   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
10608   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].reg = NULL_RTX;
10609   ++loop_info->mems_idx;
10610
10611   return 0;
10612 }
10613
10614
10615 /* Allocate REGS->ARRAY or reallocate it if it is too small.
10616
10617    Increment REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP at the index I of each
10618    register that is modified by an insn between FROM and TO.  If the
10619    value of an element of REGS->array[I].SET_IN_LOOP becomes 127 or
10620    more, stop incrementing it, to avoid overflow.
10621
10622    Store in REGS->ARRAY[I].SINGLE_USAGE the single insn in which
10623    register I is used, if it is only used once.  Otherwise, it is set
10624    to 0 (for no uses) or const0_rtx for more than one use.  This
10625    parameter may be zero, in which case this processing is not done.
10626
10627    Set REGS->ARRAY[I].MAY_NOT_OPTIMIZE nonzero if we should not
10628    optimize register I.  */
10629
10630 static void
10631 loop_regs_scan (const struct loop *loop, int extra_size)
10632 {
10633   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
10634   int old_nregs;
10635   /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current
10636    basic block.  In that case, it is the insn that last set reg n.  */
10637   rtx *last_set;
10638   rtx insn;
10639   int i;
10640
10641   old_nregs = regs->num;
10642   regs->num = max_reg_num ();
10643
10644   /* Grow the regs array if not allocated or too small.  */
10645   if (regs->num >= regs->size)
10646     {
10647       regs->size = regs->num + extra_size;
10648
10649       regs->array = xrealloc (regs->array, regs->size * sizeof (*regs->array));
10650
10651       /* Zero the new elements.  */
10652       memset (regs->array + old_nregs, 0,
10653               (regs->size - old_nregs) * sizeof (*regs->array));
10654     }
10655
10656   /* Clear previously scanned fields but do not clear n_times_set.  */
10657   for (i = 0; i < old_nregs; i++)
10658     {
10659       regs->array[i].set_in_loop = 0;
10660       regs->array[i].may_not_optimize = 0;
10661       regs->array[i].single_usage = NULL_RTX;
10662     }
10663
10664   last_set = xcalloc (regs->num, sizeof (rtx));
10665
10666   /* Scan the loop, recording register usage.  */
10667   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10668        insn = NEXT_INSN (insn))
10669     {
10670       if (INSN_P (insn))
10671         {
10672           /* Record registers that have exactly one use.  */
10673           find_single_use_in_loop (regs, insn, PATTERN (insn));
10674
10675           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
10676           if (REG_NOTES (insn))
10677             find_single_use_in_loop (regs, insn, REG_NOTES (insn));
10678
10679           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
10680               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
10681             count_one_set (regs, insn, PATTERN (insn), last_set);
10682           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
10683             {
10684               int i;
10685               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
10686                 count_one_set (regs, insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
10687                                last_set);
10688             }
10689         }
10690
10691       if (LABEL_P (insn) || JUMP_P (insn))
10692         memset (last_set, 0, regs->num * sizeof (rtx));
10693
10694       /* Invalidate all registers used for function argument passing.
10695          We check rtx_varies_p for the same reason as below, to allow
10696          optimizing PIC calculations.  */
10697       if (CALL_P (insn))
10698         {
10699           rtx link;
10700           for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn);
10701                link;
10702                link = XEXP (link, 1))
10703             {
10704               rtx op, reg;
10705
10706               if (GET_CODE (op = XEXP (link, 0)) == USE
10707                   && REG_P (reg = XEXP (op, 0))
10708                   && rtx_varies_p (reg, 1))
10709                 regs->array[REGNO (reg)].may_not_optimize = 1;
10710             }
10711         }
10712     }
10713
10714   /* Invalidate all hard registers clobbered by calls.  With one exception:
10715      a call-clobbered PIC register is still function-invariant for our
10716      purposes, since we can hoist any PIC calculations out of the loop.
10717      Thus the call to rtx_varies_p.  */
10718   if (LOOP_INFO (loop)->has_call)
10719     for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
10720       if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, i)
10721           && rtx_varies_p (regno_reg_rtx[i], 1))
10722         {
10723           regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10724           regs->array[i].set_in_loop = 1;
10725         }
10726
10727 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
10728   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
10729      create CCmode register copies.  */
10730   for (i = regs->num - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
10731     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
10732       regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10733 #endif
10734
10735   /* Set regs->array[I].n_times_set for the new registers.  */
10736   for (i = old_nregs; i < regs->num; i++)
10737     regs->array[i].n_times_set = regs->array[i].set_in_loop;
10738
10739   free (last_set);
10740 }
10741
10742 /* Returns the number of real INSNs in the LOOP.  */
10743
10744 static int
10745 count_insns_in_loop (const struct loop *loop)
10746 {
10747   int count = 0;
10748   rtx insn;
10749
10750   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10751        insn = NEXT_INSN (insn))
10752     if (INSN_P (insn))
10753       ++count;
10754
10755   return count;
10756 }
10757
10758 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  */
10759
10760 static void
10761 load_mems (const struct loop *loop)
10762 {
10763   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
10764   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
10765   int maybe_never = 0;
10766   int i;
10767   rtx p, prev_ebb_head;
10768   rtx label = NULL_RTX;
10769   rtx end_label;
10770   /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
10771   int next_maybe_never = 0;
10772   unsigned int last_max_reg = max_reg_num ();
10773
10774   if (loop_info->mems_idx == 0)
10775     return;
10776
10777   /* We cannot use next_label here because it skips over normal insns.  */
10778   end_label = next_nonnote_insn (loop->end);
10779   if (end_label && !LABEL_P (end_label))
10780     end_label = NULL_RTX;
10781
10782   /* Check to see if it's possible that some instructions in the loop are
10783      never executed.  Also check if there is a goto out of the loop other
10784      than right after the end of the loop.  */
10785   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10786        p != NULL_RTX;
10787        p = next_insn_in_loop (loop, p))
10788     {
10789       if (LABEL_P (p))
10790         maybe_never = 1;
10791       else if (JUMP_P (p)
10792                /* If we enter the loop in the middle, and scan
10793                   around to the beginning, don't set maybe_never
10794                   for that.  This must be an unconditional jump,
10795                   otherwise the code at the top of the loop might
10796                   never be executed.  Unconditional jumps are
10797                   followed a by barrier then loop end.  */
10798                && ! (JUMP_P (p)
10799                      && JUMP_LABEL (p) == loop->top
10800                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
10801                      && any_uncondjump_p (p)))
10802         {
10803           /* If this is a jump outside of the loop but not right
10804              after the end of the loop, we would have to emit new fixup
10805              sequences for each such label.  */
10806           if (/* If we can't tell where control might go when this
10807                  JUMP_INSN is executed, we must be conservative.  */
10808               !JUMP_LABEL (p)
10809               || (JUMP_LABEL (p) != end_label
10810                   && (INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop
10811                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop->start)
10812                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop->end))))
10813             return;
10814
10815           if (!any_condjump_p (p))
10816             /* Something complicated.  */
10817             maybe_never = 1;
10818           else
10819             /* If there are any more instructions in the loop, they
10820                might not be reached.  */
10821             next_maybe_never = 1;
10822         }
10823       else if (next_maybe_never)
10824         maybe_never = 1;
10825     }
10826
10827   /* Find start of the extended basic block that enters the loop.  */
10828   for (p = loop->start;
10829        PREV_INSN (p) && !LABEL_P (p);
10830        p = PREV_INSN (p))
10831     ;
10832   prev_ebb_head = p;
10833
10834   cselib_init (true);
10835
10836   /* Build table of mems that get set to constant values before the
10837      loop.  */
10838   for (; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
10839     cselib_process_insn (p);
10840
10841   /* Actually move the MEMs.  */
10842   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
10843     {
10844       regset_head load_copies;
10845       regset_head store_copies;
10846       int written = 0;
10847       rtx reg;
10848       rtx mem = loop_info->mems[i].mem;
10849       rtx mem_list_entry;
10850
10851       if (MEM_VOLATILE_P (mem)
10852           || loop_invariant_p (loop, XEXP (mem, 0)) != 1)
10853         /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
10854         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10855
10856       /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
10857          one is aliased by one of them.  */
10858       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
10859       while (mem_list_entry)
10860         {
10861           if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
10862             written = 1;
10863           else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
10864                                     mem, rtx_varies_p))
10865             {
10866               /* MEM is indeed aliased by this store.  */
10867               loop_info->mems[i].optimize = 0;
10868               break;
10869             }
10870           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
10871         }
10872
10873       if (flag_float_store && written
10874           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (mem)) == MODE_FLOAT)
10875         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10876
10877       /* If this MEM is written to, we must be sure that there
10878          are no reads from another MEM that aliases this one.  */
10879       if (loop_info->mems[i].optimize && written)
10880         {
10881           int j;
10882
10883           for (j = 0; j < loop_info->mems_idx; ++j)
10884             {
10885               if (j == i)
10886                 continue;
10887               else if (true_dependence (mem,
10888                                         VOIDmode,
10889                                         loop_info->mems[j].mem,
10890                                         rtx_varies_p))
10891                 {
10892                   /* It's not safe to hoist loop_info->mems[i] out of
10893                      the loop because writes to it might not be
10894                      seen by reads from loop_info->mems[j].  */
10895                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
10896                   break;
10897                 }
10898             }
10899         }
10900
10901       if (maybe_never && may_trap_p (mem))
10902         /* We can't access the MEM outside the loop; it might
10903            cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
10904         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10905
10906       if (!loop_info->mems[i].optimize)
10907         /* We thought we were going to lift this MEM out of the
10908            loop, but later discovered that we could not.  */
10909         continue;
10910
10911       INIT_REG_SET (&load_copies);
10912       INIT_REG_SET (&store_copies);
10913
10914       /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
10915          order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
10916          out of the loop just because this REG is neither a
10917          user-variable nor used in the loop test.  */
10918       reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
10919       REG_USERVAR_P (reg) = 1;
10920       loop_info->mems[i].reg = reg;
10921
10922       /* Now, replace all references to the MEM with the
10923          corresponding pseudos.  */
10924       maybe_never = 0;
10925       for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10926            p != NULL_RTX;
10927            p = next_insn_in_loop (loop, p))
10928         {
10929           if (INSN_P (p))
10930             {
10931               rtx set;
10932
10933               set = single_set (p);
10934
10935               /* See if this copies the mem into a register that isn't
10936                  modified afterwards.  We'll try to do copy propagation
10937                  a little further on.  */
10938               if (set
10939                   /* @@@ This test is _way_ too conservative.  */
10940                   && ! maybe_never
10941                   && REG_P (SET_DEST (set))
10942                   && REGNO (SET_DEST (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
10943                   && REGNO (SET_DEST (set)) < last_max_reg
10944                   && regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].n_times_set == 1
10945                   && rtx_equal_p (SET_SRC (set), mem))
10946                 SET_REGNO_REG_SET (&load_copies, REGNO (SET_DEST (set)));
10947
10948               /* See if this copies the mem from a register that isn't
10949                  modified afterwards.  We'll try to remove the
10950                  redundant copy later on by doing a little register
10951                  renaming and copy propagation.   This will help
10952                  to untangle things for the BIV detection code.  */
10953               if (set
10954                   && ! maybe_never
10955                   && REG_P (SET_SRC (set))
10956                   && REGNO (SET_SRC (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
10957                   && REGNO (SET_SRC (set)) < last_max_reg
10958                   && regs->array[REGNO (SET_SRC (set))].n_times_set == 1
10959                   && rtx_equal_p (SET_DEST (set), mem))
10960                 SET_REGNO_REG_SET (&store_copies, REGNO (SET_SRC (set)));
10961
10962               /* If this is a call which uses / clobbers this memory
10963                  location, we must not change the interface here.  */
10964               if (CALL_P (p)
10965                   && reg_mentioned_p (loop_info->mems[i].mem,
10966                                       CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p)))
10967                 {
10968                   cancel_changes (0);
10969                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
10970                   break;
10971                 }
10972               else
10973                 /* Replace the memory reference with the shadow register.  */
10974                 replace_loop_mems (p, loop_info->mems[i].mem,
10975                                    loop_info->mems[i].reg, written);
10976             }
10977
10978           if (LABEL_P (p)
10979               || JUMP_P (p))
10980             maybe_never = 1;
10981         }
10982
10983       if (! loop_info->mems[i].optimize)
10984         ; /* We found we couldn't do the replacement, so do nothing.  */
10985       else if (! apply_change_group ())
10986         /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
10987         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10988       else
10989         {
10990           /* Load the memory immediately before LOOP->START, which is
10991              the NOTE_LOOP_BEG.  */
10992           cselib_val *e = cselib_lookup (mem, VOIDmode, 0);
10993           rtx set;
10994           rtx best = mem;
10995           unsigned j;
10996           struct elt_loc_list *const_equiv = 0;
10997           reg_set_iterator rsi;
10998
10999           if (e)
11000             {
11001               struct elt_loc_list *equiv;
11002               struct elt_loc_list *best_equiv = 0;
11003               for (equiv = e->locs; equiv; equiv = equiv->next)
11004                 {
11005                   if (CONSTANT_P (equiv->loc))
11006                     const_equiv = equiv;
11007                   else if (REG_P (equiv->loc)
11008                            /* Extending hard register lifetimes causes crash
11009                               on SRC targets.  Doing so on non-SRC is
11010                               probably also not good idea, since we most
11011                               probably have pseudoregister equivalence as
11012                               well.  */
11013                            && REGNO (equiv->loc) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
11014                     best_equiv = equiv;
11015                 }
11016               /* Use the constant equivalence if that is cheap enough.  */
11017               if (! best_equiv)
11018                 best_equiv = const_equiv;
11019               else if (const_equiv
11020                        && (rtx_cost (const_equiv->loc, SET)
11021                            <= rtx_cost (best_equiv->loc, SET)))
11022                 {
11023                   best_equiv = const_equiv;
11024                   const_equiv = 0;
11025                 }
11026
11027               /* If best_equiv is nonzero, we know that MEM is set to a
11028                  constant or register before the loop.  We will use this
11029                  knowledge to initialize the shadow register with that
11030                  constant or reg rather than by loading from MEM.  */
11031               if (best_equiv)
11032                 best = copy_rtx (best_equiv->loc);
11033             }
11034
11035           set = gen_move_insn (reg, best);
11036           set = loop_insn_hoist (loop, set);
11037           if (REG_P (best))
11038             {
11039               for (p = prev_ebb_head; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
11040                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) == INSN_UID (p))
11041                   {
11042                     REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) = INSN_UID (set);
11043                     break;
11044                   }
11045             }
11046
11047           if (const_equiv)
11048             set_unique_reg_note (set, REG_EQUAL, copy_rtx (const_equiv->loc));
11049
11050           if (written)
11051             {
11052               if (label == NULL_RTX)
11053                 {
11054                   label = gen_label_rtx ();
11055                   emit_label_after (label, loop->end);
11056                 }
11057
11058               /* Store the memory immediately after END, which is
11059                  the NOTE_LOOP_END.  */
11060               set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
11061               loop_insn_emit_after (loop, 0, label, set);
11062             }
11063
11064           if (loop_dump_stream)
11065             {
11066               fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
11067                        REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
11068               print_rtl (loop_dump_stream, mem);
11069               fputc ('\n', loop_dump_stream);
11070             }
11071
11072           /* Attempt a bit of copy propagation.  This helps untangle the
11073              data flow, and enables {basic,general}_induction_var to find
11074              more bivs/givs.  */
11075           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11076             (&load_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j, rsi)
11077             {
11078               try_copy_prop (loop, reg, j);
11079             }
11080           CLEAR_REG_SET (&load_copies);
11081
11082           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11083             (&store_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j, rsi)
11084             {
11085               try_swap_copy_prop (loop, reg, j);
11086             }
11087           CLEAR_REG_SET (&store_copies);
11088         }
11089     }
11090
11091   /* Now, we need to replace all references to the previous exit
11092      label with the new one.  */
11093   if (label != NULL_RTX && end_label != NULL_RTX)
11094     for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
11095       if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == end_label)
11096         redirect_jump (p, label, false);
11097
11098   cselib_finish ();
11099 }
11100
11101 /* For communication between note_reg_stored and its caller.  */
11102 struct note_reg_stored_arg
11103 {
11104   int set_seen;
11105   rtx reg;
11106 };
11107
11108 /* Called via note_stores, record in SET_SEEN whether X, which is written,
11109    is equal to ARG.  */
11110 static void
11111 note_reg_stored (rtx x, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *arg)
11112 {
11113   struct note_reg_stored_arg *t = (struct note_reg_stored_arg *) arg;
11114   if (t->reg == x)
11115     t->set_seen = 1;
11116 }
11117
11118 /* Try to replace every occurrence of pseudo REGNO with REPLACEMENT.
11119    There must be exactly one insn that sets this pseudo; it will be
11120    deleted if all replacements succeed and we can prove that the register
11121    is not used after the loop.  */
11122
11123 static void
11124 try_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement, unsigned int regno)
11125 {
11126   /* This is the reg that we are copying from.  */
11127   rtx reg_rtx = regno_reg_rtx[regno];
11128   rtx init_insn = 0;
11129   rtx insn;
11130   /* These help keep track of whether we replaced all uses of the reg.  */
11131   int replaced_last = 0;
11132   int store_is_first = 0;
11133
11134   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11135        insn != NULL_RTX;
11136        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11137     {
11138       rtx set;
11139
11140       /* Only substitute within one extended basic block from the initializing
11141          insn.  */
11142       if (LABEL_P (insn) && init_insn)
11143         break;
11144
11145       if (! INSN_P (insn))
11146         continue;
11147
11148       /* Is this the initializing insn?  */
11149       set = single_set (insn);
11150       if (set
11151           && REG_P (SET_DEST (set))
11152           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
11153         {
11154           gcc_assert (!init_insn);
11155
11156           init_insn = insn;
11157           if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11158             store_is_first = 1;
11159         }
11160
11161       /* Only substitute after seeing the initializing insn.  */
11162       if (init_insn && insn != init_insn)
11163         {
11164           struct note_reg_stored_arg arg;
11165
11166           replace_loop_regs (insn, reg_rtx, replacement);
11167           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11168             replaced_last = 1;
11169
11170           /* Stop replacing when REPLACEMENT is modified.  */
11171           arg.reg = replacement;
11172           arg.set_seen = 0;
11173           note_stores (PATTERN (insn), note_reg_stored, &arg);
11174           if (arg.set_seen)
11175             {
11176               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL);
11177
11178               /* It is possible that we've turned previously valid REG_EQUAL to
11179                  invalid, as we change the REGNO to REPLACEMENT and unlike REGNO,
11180                  REPLACEMENT is modified, we get different meaning.  */
11181               if (note && reg_mentioned_p (replacement, XEXP (note, 0)))
11182                 remove_note (insn, note);
11183               break;
11184             }
11185         }
11186     }
11187   gcc_assert (init_insn);
11188   if (apply_change_group ())
11189     {
11190       if (loop_dump_stream)
11191         fprintf (loop_dump_stream, "  Replaced reg %d", regno);
11192       if (store_is_first && replaced_last)
11193         {
11194           rtx first;
11195           rtx retval_note;
11196
11197           /* Assume we're just deleting INIT_INSN.  */
11198           first = init_insn;
11199           /* Look for REG_RETVAL note.  If we're deleting the end of
11200              the libcall sequence, the whole sequence can go.  */
11201           retval_note = find_reg_note (init_insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
11202           /* If we found a REG_RETVAL note, find the first instruction
11203              in the sequence.  */
11204           if (retval_note)
11205             first = XEXP (retval_note, 0);
11206
11207           /* Delete the instructions.  */
11208           loop_delete_insns (first, init_insn);
11209         }
11210       if (loop_dump_stream)
11211         fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
11212     }
11213 }
11214
11215 /* Replace all the instructions from FIRST up to and including LAST
11216    with NOTE_INSN_DELETED notes.  */
11217
11218 static void
11219 loop_delete_insns (rtx first, rtx last)
11220 {
11221   while (1)
11222     {
11223       if (loop_dump_stream)
11224         fprintf (loop_dump_stream, ", deleting init_insn (%d)",
11225                  INSN_UID (first));
11226       delete_insn (first);
11227
11228       /* If this was the LAST instructions we're supposed to delete,
11229          we're done.  */
11230       if (first == last)
11231         break;
11232
11233       first = NEXT_INSN (first);
11234     }
11235 }
11236
11237 /* Try to replace occurrences of pseudo REGNO with REPLACEMENT within
11238    loop LOOP if the order of the sets of these registers can be
11239    swapped.  There must be exactly one insn within the loop that sets
11240    this pseudo followed immediately by a move insn that sets
11241    REPLACEMENT with REGNO.  */
11242 static void
11243 try_swap_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement,
11244                     unsigned int regno)
11245 {
11246   rtx insn;
11247   rtx set = NULL_RTX;
11248   unsigned int new_regno;
11249
11250   new_regno = REGNO (replacement);
11251
11252   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11253        insn != NULL_RTX;
11254        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11255     {
11256       /* Search for the insn that copies REGNO to NEW_REGNO?  */
11257       if (INSN_P (insn)
11258           && (set = single_set (insn))
11259           && REG_P (SET_DEST (set))
11260           && REGNO (SET_DEST (set)) == new_regno
11261           && REG_P (SET_SRC (set))
11262           && REGNO (SET_SRC (set)) == regno)
11263         break;
11264     }
11265
11266   if (insn != NULL_RTX)
11267     {
11268       rtx prev_insn;
11269       rtx prev_set;
11270
11271       /* Some DEF-USE info would come in handy here to make this
11272          function more general.  For now, just check the previous insn
11273          which is the most likely candidate for setting REGNO.  */
11274
11275       prev_insn = PREV_INSN (insn);
11276
11277       if (INSN_P (insn)
11278           && (prev_set = single_set (prev_insn))
11279           && REG_P (SET_DEST (prev_set))
11280           && REGNO (SET_DEST (prev_set)) == regno)
11281         {
11282           /* We have:
11283              (set (reg regno) (expr))
11284              (set (reg new_regno) (reg regno))
11285
11286              so try converting this to:
11287              (set (reg new_regno) (expr))
11288              (set (reg regno) (reg new_regno))
11289
11290              The former construct is often generated when a global
11291              variable used for an induction variable is shadowed by a
11292              register (NEW_REGNO).  The latter construct improves the
11293              chances of GIV replacement and BIV elimination.  */
11294
11295           validate_change (prev_insn, &SET_DEST (prev_set),
11296                            replacement, 1);
11297           validate_change (insn, &SET_DEST (set),
11298                            SET_SRC (set), 1);
11299           validate_change (insn, &SET_SRC (set),
11300                            replacement, 1);
11301
11302           if (apply_change_group ())
11303             {
11304               if (loop_dump_stream)
11305                 fprintf (loop_dump_stream,
11306                          "  Swapped set of reg %d at %d with reg %d at %d.\n",
11307                          regno, INSN_UID (insn),
11308                          new_regno, INSN_UID (prev_insn));
11309
11310               /* Update first use of REGNO.  */
11311               if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (prev_insn))
11312                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (insn);
11313
11314               /* Now perform copy propagation to hopefully
11315                  remove all uses of REGNO within the loop.  */
11316               try_copy_prop (loop, replacement, regno);
11317             }
11318         }
11319     }
11320 }
11321
11322 /* Worker function for find_mem_in_note, called via for_each_rtx.  */
11323
11324 static int
11325 find_mem_in_note_1 (rtx *x, void *data)
11326 {
11327   if (*x != NULL_RTX && MEM_P (*x))
11328     {
11329       rtx *res = (rtx *) data;
11330       *res = *x;
11331       return 1;
11332     }
11333   return 0;
11334 }
11335
11336 /* Returns the first MEM found in NOTE by depth-first search.  */
11337
11338 static rtx
11339 find_mem_in_note (rtx note)
11340 {
11341   if (note && for_each_rtx (&note, find_mem_in_note_1, &note))
11342     return note;
11343   return NULL_RTX;
11344 }
11345
11346 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
11347    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually a pointer
11348    to a structure describing the instruction currently being scanned
11349    and the MEM we are currently replacing.  */
11350
11351 static int
11352 replace_loop_mem (rtx *mem, void *data)
11353 {
11354   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11355   rtx m = *mem;
11356
11357   if (m == NULL_RTX)
11358     return 0;
11359
11360   switch (GET_CODE (m))
11361     {
11362     case MEM:
11363       break;
11364
11365     case CONST_DOUBLE:
11366       /* We're not interested in the MEM associated with a
11367          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
11368       return -1;
11369
11370     default:
11371       /* This is not a MEM.  */
11372       return 0;
11373     }
11374
11375   if (!rtx_equal_p (args->match, m))
11376     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
11377     return 0;
11378
11379   /* Actually replace the MEM.  */
11380   validate_change (args->insn, mem, args->replacement, 1);
11381
11382   return 0;
11383 }
11384
11385 static void
11386 replace_loop_mems (rtx insn, rtx mem, rtx reg, int written)
11387 {
11388   loop_replace_args args;
11389
11390   args.insn = insn;
11391   args.match = mem;
11392   args.replacement = reg;
11393
11394   for_each_rtx (&insn, replace_loop_mem, &args);
11395
11396   /* If we hoist a mem write out of the loop, then REG_EQUAL
11397      notes referring to the mem are no longer valid.  */
11398   if (written)
11399     {
11400       rtx note, sub;
11401       rtx *link;
11402
11403       for (link = &REG_NOTES (insn); (note = *link); link = &XEXP (note, 1))
11404         {
11405           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
11406               && (sub = find_mem_in_note (note))
11407               && true_dependence (mem, VOIDmode, sub, rtx_varies_p))
11408             {
11409               /* Remove the note.  */
11410               validate_change (NULL_RTX, link, XEXP (note, 1), 1);
11411               break;
11412             }
11413         }
11414     }
11415 }
11416
11417 /* Replace one register with another.  Called through for_each_rtx; PX points
11418    to the rtx being scanned.  DATA is actually a pointer to
11419    a structure of arguments.  */
11420
11421 static int
11422 replace_loop_reg (rtx *px, void *data)
11423 {
11424   rtx x = *px;
11425   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11426
11427   if (x == NULL_RTX)
11428     return 0;
11429
11430   if (x == args->match)
11431     validate_change (args->insn, px, args->replacement, 1);
11432
11433   return 0;
11434 }
11435
11436 static void
11437 replace_loop_regs (rtx insn, rtx reg, rtx replacement)
11438 {
11439   loop_replace_args args;
11440
11441   args.insn = insn;
11442   args.match = reg;
11443   args.replacement = replacement;
11444
11445   for_each_rtx (&insn, replace_loop_reg, &args);
11446 }
11447 \f
11448 /* Emit insn for PATTERN after WHERE_INSN in basic block WHERE_BB
11449    (ignored in the interim).  */
11450
11451 static rtx
11452 loop_insn_emit_after (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11453                       basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED, rtx where_insn,
11454                       rtx pattern)
11455 {
11456   return emit_insn_after (pattern, where_insn);
11457 }
11458
11459
11460 /* If WHERE_INSN is nonzero emit insn for PATTERN before WHERE_INSN
11461    in basic block WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop
11462    otherwise hoist PATTERN into the loop pre-header.  */
11463
11464 static rtx
11465 loop_insn_emit_before (const struct loop *loop,
11466                        basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11467                        rtx where_insn, rtx pattern)
11468 {
11469   if (! where_insn)
11470     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11471   return emit_insn_before (pattern, where_insn);
11472 }
11473
11474
11475 /* Emit call insn for PATTERN before WHERE_INSN in basic block
11476    WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop.  */
11477
11478 static rtx
11479 loop_call_insn_emit_before (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11480                             basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11481                             rtx where_insn, rtx pattern)
11482 {
11483   return emit_call_insn_before (pattern, where_insn);
11484 }
11485
11486
11487 /* Hoist insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11488
11489 static rtx
11490 loop_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11491 {
11492   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11493 }
11494
11495
11496 /* Hoist call insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11497
11498 static rtx
11499 loop_call_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11500 {
11501   return loop_call_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11502 }
11503
11504
11505 /* Sink insn for PATTERN after the loop end.  */
11506
11507 static rtx
11508 loop_insn_sink (const struct loop *loop, rtx pattern)
11509 {
11510   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->sink, pattern);
11511 }
11512
11513 /* bl->final_value can be either general_operand or PLUS of general_operand
11514    and constant.  Emit sequence of instructions to load it into REG.  */
11515 static rtx
11516 gen_load_of_final_value (rtx reg, rtx final_value)
11517 {
11518   rtx seq;
11519   start_sequence ();
11520   final_value = force_operand (final_value, reg);
11521   if (final_value != reg)
11522     emit_move_insn (reg, final_value);
11523   seq = get_insns ();
11524   end_sequence ();
11525   return seq;
11526 }
11527
11528 /* If the loop has multiple exits, emit insn for PATTERN before the
11529    loop to ensure that it will always be executed no matter how the
11530    loop exits.  Otherwise, emit the insn for PATTERN after the loop,
11531    since this is slightly more efficient.  */
11532
11533 static rtx
11534 loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *loop, rtx pattern)
11535 {
11536   if (loop->exit_count)
11537     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11538   else
11539     return loop_insn_sink (loop, pattern);
11540 }
11541 \f
11542 static void
11543 loop_ivs_dump (const struct loop *loop, FILE *file, int verbose)
11544 {
11545   struct iv_class *bl;
11546   int iv_num = 0;
11547
11548   if (! loop || ! file)
11549     return;
11550
11551   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11552     iv_num++;
11553
11554   fprintf (file, "Loop %d: %d IV classes\n", loop->num, iv_num);
11555
11556   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11557     {
11558       loop_iv_class_dump (bl, file, verbose);
11559       fputc ('\n', file);
11560     }
11561 }
11562
11563
11564 static void
11565 loop_iv_class_dump (const struct iv_class *bl, FILE *file,
11566                     int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
11567 {
11568   struct induction *v;
11569   rtx incr;
11570   int i;
11571
11572   if (! bl || ! file)
11573     return;
11574
11575   fprintf (file, "IV class for reg %d, benefit %d\n",
11576            bl->regno, bl->total_benefit);
11577
11578   fprintf (file, " Init insn %d", INSN_UID (bl->init_insn));
11579   if (bl->initial_value)
11580     {
11581       fprintf (file, ", init val: ");
11582       print_simple_rtl (file, bl->initial_value);
11583     }
11584   if (bl->initial_test)
11585     {
11586       fprintf (file, ", init test: ");
11587       print_simple_rtl (file, bl->initial_test);
11588     }
11589   fputc ('\n', file);
11590
11591   if (bl->final_value)
11592     {
11593       fprintf (file, " Final val: ");
11594       print_simple_rtl (file, bl->final_value);
11595       fputc ('\n', file);
11596     }
11597
11598   if ((incr = biv_total_increment (bl)))
11599     {
11600       fprintf (file, " Total increment: ");
11601       print_simple_rtl (file, incr);
11602       fputc ('\n', file);
11603     }
11604
11605   /* List the increments.  */
11606   for (i = 0, v = bl->biv; v; v = v->next_iv, i++)
11607     {
11608       fprintf (file, " Inc%d: insn %d, incr: ", i, INSN_UID (v->insn));
11609       print_simple_rtl (file, v->add_val);
11610       fputc ('\n', file);
11611     }
11612
11613   /* List the givs.  */
11614   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv, i++)
11615     {
11616       fprintf (file, " Giv%d: insn %d, benefit %d, ",
11617                i, INSN_UID (v->insn), v->benefit);
11618       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
11619         print_simple_rtl (file, v->mem);
11620       else
11621         print_simple_rtl (file, single_set (v->insn));
11622       fputc ('\n', file);
11623     }
11624 }
11625
11626
11627 static void
11628 loop_biv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11629 {
11630   if (! v || ! file)
11631     return;
11632
11633   fprintf (file,
11634            "Biv %d: insn %d",
11635            REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11636   fprintf (file, " const ");
11637   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11638
11639   if (verbose && v->final_value)
11640     {
11641       fputc ('\n', file);
11642       fprintf (file, " final ");
11643       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11644     }
11645
11646   fputc ('\n', file);
11647 }
11648
11649
11650 static void
11651 loop_giv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11652 {
11653   if (! v || ! file)
11654     return;
11655
11656   if (v->giv_type == DEST_REG)
11657     fprintf (file, "Giv %d: insn %d",
11658              REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11659   else
11660     fprintf (file, "Dest address: insn %d",
11661              INSN_UID (v->insn));
11662
11663   fprintf (file, " src reg %d benefit %d",
11664            REGNO (v->src_reg), v->benefit);
11665   fprintf (file, " lifetime %d",
11666            v->lifetime);
11667
11668   if (v->replaceable)
11669     fprintf (file, " replaceable");
11670
11671   if (v->no_const_addval)
11672     fprintf (file, " ncav");
11673
11674   if (v->ext_dependent)
11675     {
11676       switch (GET_CODE (v->ext_dependent))
11677         {
11678         case SIGN_EXTEND:
11679           fprintf (file, " ext se");
11680           break;
11681         case ZERO_EXTEND:
11682           fprintf (file, " ext ze");
11683           break;
11684         case TRUNCATE:
11685           fprintf (file, " ext tr");
11686           break;
11687         default:
11688           gcc_unreachable ();
11689         }
11690     }
11691
11692   fputc ('\n', file);
11693   fprintf (file, " mult ");
11694   print_simple_rtl (file, v->mult_val);
11695
11696   fputc ('\n', file);
11697   fprintf (file, " add  ");
11698   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11699
11700   if (verbose && v->final_value)
11701     {
11702       fputc ('\n', file);
11703       fprintf (file, " final ");
11704       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11705     }
11706
11707   fputc ('\n', file);
11708 }
11709
11710
11711 void
11712 debug_ivs (const struct loop *loop)
11713 {
11714   loop_ivs_dump (loop, stderr, 1);
11715 }
11716
11717
11718 void
11719 debug_iv_class (const struct iv_class *bl)
11720 {
11721   loop_iv_class_dump (bl, stderr, 1);
11722 }
11723
11724
11725 void
11726 debug_biv (const struct induction *v)
11727 {
11728   loop_biv_dump (v, stderr, 1);
11729 }
11730
11731
11732 void
11733 debug_giv (const struct induction *v)
11734 {
11735   loop_giv_dump (v, stderr, 1);
11736 }
11737
11738
11739 #define LOOP_BLOCK_NUM_1(INSN) \
11740 ((INSN) ? (BLOCK_FOR_INSN (INSN) ? BLOCK_NUM (INSN) : - 1) : -1)
11741
11742 /* The notes do not have an assigned block, so look at the next insn.  */
11743 #define LOOP_BLOCK_NUM(INSN) \
11744 ((INSN) ? (NOTE_P (INSN) \
11745             ? LOOP_BLOCK_NUM_1 (next_nonnote_insn (INSN)) \
11746             : LOOP_BLOCK_NUM_1 (INSN)) \
11747         : -1)
11748
11749 #define LOOP_INSN_UID(INSN) ((INSN) ? INSN_UID (INSN) : -1)
11750
11751 static void
11752 loop_dump_aux (const struct loop *loop, FILE *file,
11753                int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
11754 {
11755   rtx label;
11756
11757   if (! loop || ! file || !BB_HEAD (loop->first))
11758     return;
11759
11760   /* Print diagnostics to compare our concept of a loop with
11761      what the loop notes say.  */
11762   if (! PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))
11763       || !NOTE_P (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
11764       || NOTE_LINE_NUMBER (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
11765       != NOTE_INSN_LOOP_BEG)
11766     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_BEG at %d\n",
11767              INSN_UID (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))));
11768   if (! NEXT_INSN (BB_END (loop->last))
11769       || !NOTE_P (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
11770       || NOTE_LINE_NUMBER (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
11771       != NOTE_INSN_LOOP_END)
11772     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_END at %d\n",
11773              INSN_UID (NEXT_INSN (BB_END (loop->last))));
11774
11775   if (loop->start)
11776     {
11777       fprintf (file,
11778                ";;  start %d (%d), end %d (%d)\n",
11779                LOOP_BLOCK_NUM (loop->start),
11780                LOOP_INSN_UID (loop->start),
11781                LOOP_BLOCK_NUM (loop->end),
11782                LOOP_INSN_UID (loop->end));
11783       fprintf (file, ";;  top %d (%d), scan start %d (%d)\n",
11784                LOOP_BLOCK_NUM (loop->top),
11785                LOOP_INSN_UID (loop->top),
11786                LOOP_BLOCK_NUM (loop->scan_start),
11787                LOOP_INSN_UID (loop->scan_start));
11788       fprintf (file, ";;  exit_count %d", loop->exit_count);
11789       if (loop->exit_count)
11790         {
11791           fputs (", labels:", file);
11792           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
11793             {
11794               fprintf (file, " %d ",
11795                        LOOP_INSN_UID (XEXP (label, 0)));
11796             }
11797         }
11798       fputs ("\n", file);
11799     }
11800 }
11801
11802 /* Call this function from the debugger to dump LOOP.  */
11803
11804 void
11805 debug_loop (const struct loop *loop)
11806 {
11807   flow_loop_dump (loop, stderr, loop_dump_aux, 1);
11808 }
11809
11810 /* Call this function from the debugger to dump LOOPS.  */
11811
11812 void
11813 debug_loops (const struct loops *loops)
11814 {
11815   flow_loops_dump (loops, stderr, loop_dump_aux, 1);
11816 }
11817 \f
11818 static bool
11819 gate_handle_loop_optimize (void)
11820 {
11821   return (optimize > 0 && flag_loop_optimize);
11822 }
11823
11824 /* Move constant computations out of loops.  */
11825 static void
11826 rest_of_handle_loop_optimize (void)
11827 {
11828   int do_prefetch;
11829
11830   /* CFG is no longer maintained up-to-date.  */
11831   free_bb_for_insn ();
11832   profile_status = PROFILE_ABSENT;
11833   
11834   do_prefetch = flag_prefetch_loop_arrays ? LOOP_PREFETCH : 0;
11835   
11836   if (flag_rerun_loop_opt)
11837     {
11838       cleanup_barriers ();
11839       
11840       /* We only want to perform unrolling once.  */
11841       loop_optimize (get_insns (), dump_file, 0);
11842       
11843       /* The first call to loop_optimize makes some instructions
11844          trivially dead.  We delete those instructions now in the
11845          hope that doing so will make the heuristics in loop work
11846          better and possibly speed up compilation.  */
11847       delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
11848   
11849       /* The regscan pass is currently necessary as the alias
11850          analysis code depends on this information.  */
11851       reg_scan (get_insns (), max_reg_num ());
11852     } 
11853   cleanup_barriers ();
11854   loop_optimize (get_insns (), dump_file, do_prefetch);
11855       
11856   /* Loop can create trivially dead instructions.  */
11857   delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
11858   find_basic_blocks (get_insns ());
11859 }
11860
11861 struct tree_opt_pass pass_loop_optimize =
11862 {
11863   "old-loop",                           /* name */
11864   gate_handle_loop_optimize,            /* gate */   
11865   rest_of_handle_loop_optimize,         /* execute */       
11866   NULL,                                 /* sub */
11867   NULL,                                 /* next */
11868   0,                                    /* static_pass_number */
11869   TV_LOOP,                              /* tv_id */
11870   0,                                    /* properties_required */
11871   0,                                    /* properties_provided */
11872   0,                                    /* properties_destroyed */
11873   0,                                    /* todo_flags_start */
11874   TODO_dump_func |
11875   TODO_ggc_collect,                     /* todo_flags_finish */
11876   'L'                                   /* letter */
11877 };
11878
11879