gcc/loop.c

   1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
   2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-98, 1999 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4 This file is part of GNU CC.
   5
   6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   9 any later version.
  10
  11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
  12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 GNU General Public License for more details.
  15
  16 You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
  18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
  19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  20
  21
  22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
  23    It finds invariant computations within loops and moves them
  24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
  25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
  26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
  27    the basic induction variables.
  28
  29    It also finds cases where
  30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
  31    and changes these to zero the entire register once before the loop
  32    and merely copy the low part within the loop.
  33
  34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
  35    while to do these things.  */
  36
  37 #include "config.h"
  38 #include "system.h"
  39 #include "rtl.h"
  40 #include "obstack.h"
  41 #include "function.h"
  42 #include "expr.h"
  43 #include "insn-config.h"
  44 #include "insn-flags.h"
  45 #include "regs.h"
  46 #include "hard-reg-set.h"
  47 #include "recog.h"
  48 #include "flags.h"
  49 #include "real.h"
  50 #include "loop.h"
  51 #include "except.h"
  52 #include "toplev.h"
  53
  54 /* Information about the loop being processed used to compute
  55    the number of loop iterations for loop unrolling and doloop
  56    optimization.  */
  57 static struct loop_info this_loop_info;
  58
  59 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
  60    The luids are like uids but increase monotonically always.
  61    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
  62
  63 int *uid_luid;
  64
  65 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
  66    number the insn is contained in.  */
  67
  68 int *uid_loop_num;
  69
  70 /* 1 + largest uid of any insn.  */
  71
  72 int max_uid_for_loop;
  73
  74 /* 1 + luid of last insn.  */
  75
  76 static int max_luid;
  77
  78 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
  79    next few tables.  */
  80
  81 static int max_loop_num;
  82
  83 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
  84
  85 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
  86
  87 /* Likewise for the continue insn */
  88 static rtx *loop_number_loop_cont;
  89
  90 /* The first code_label that is reached in every loop iteration.
  91    0 when not computed yet, initially const0_rtx if a jump couldn't be
  92    followed.
  93    Also set to 0 when there is no such label before the NOTE_INSN_LOOP_CONT
  94    of this loop, or in verify_dominator, if a jump couldn't be followed.  */
  95 static rtx *loop_number_cont_dominator;
  96
  97 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
  98
  99 int *loop_outer_loop;
 100
 101 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 102 /* Records whether resource in use by inner loop.  */
 103
 104 int *loop_used_count_register;
 105 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 106
 107 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
 108    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
 109
 110 static char *loop_invalid;
 111
 112 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
 113    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
 114    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
 115
 116    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
 117    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
 118    return, so the presense of a return does not affect any of the
 119    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
 120    instructions on this list.  */
 121
 122 rtx *loop_number_exit_labels;
 123
 124 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
 125    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
 126
 127 int *loop_number_exit_count;
 128
 129 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
 130    is set during the loop being scanned.
 131    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
 132    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
 133    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
 134    not known equal to a constant.
 135    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
 136    while the failed candidates have the original number of times set.
 137
 138    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
 139    < 0 a conditionally invariant one.  */
 140
 141 static varray_type set_in_loop;
 142
 143 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
 144    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
 145    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
 146
 147 static varray_type n_times_set;
 148
 149 /* Index by register number, 1 indicates that the register
 150    cannot be moved or strength reduced.  */
 151
 152 static varray_type may_not_optimize;
 153
 154 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
 155    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
 156
 157 static varray_type reg_single_usage;
 158
 159 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
 160    This reduces the desire to move it out of another.  */
 161
 162 static char *moved_once;
 163
 164 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
 165
 166 static rtx loop_store_mems;
 167
 168 /* The insn where the first of these was found.  */
 169 static rtx first_loop_store_insn;
 170
 171 typedef struct loop_mem_info {
 172   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
 173   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
 174   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
 175 } loop_mem_info;
 176
 177 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
 178    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
 179    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
 180    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
 181
 182 static loop_mem_info *loop_mems;
 183
 184 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
 185
 186 static int loop_mems_idx;
 187
 188 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
 189
 190 static int loop_mems_allocated;
 191
 192 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current
 193    loop.  This happens if the loop contains a call (in which case
 194    `loop_info->has_call' will also be set) or if we store into more
 195    than NUM_STORES MEMs.  */
 196
 197 static int unknown_address_altered;
 198
 199 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
 200 static int num_movables;
 201
 202 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
 203 static int num_mem_sets;
 204
 205 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
 206    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
 207 int max_reg_before_loop;
 208
 209 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
 210    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
 211    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
 212    that array.  */
 213
 214 static struct obstack temp_obstack;
 215
 216 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
 217
 218 extern struct obstack *rtl_obstack;
 219
 220 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
 221 #define obstack_chunk_free free
 222 \f
 223 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
 224    is made to record all the movable insns found.
 225    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
 226
 227 struct movable
 228 {
 229   rtx insn;                     /* A movable insn */
 230   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
 231   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
 232   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
 233                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
 234   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
 235                                    that must be moved with this one.  */
 236   int regno;                    /* The register it sets */
 237   short lifetime;               /* lifetime of that register;
 238                                    may be adjusted when matching movables
 239                                    that load the same value are found.  */
 240   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
 241                                    including other movables that force this
 242                                    or match this one.  */
 243   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
 244   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
 245   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
 246                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
 247                    that the reg is live outside the range from where it is set
 248                    to the following label.  */
 249   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
 250
 251   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
 252                                    In particular, moving it does not make it
 253                                    invariant.  */
 254   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
 255                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
 256   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
 257                                     first insn of a consecutive sets group.  */
 258   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
 259   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
 260                                    that we should avoid changing when clearing
 261                                    the rest of the reg.  */
 262   struct movable *match;        /* First entry for same value */
 263   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
 264   struct movable *next;
 265 };
 266
 267 static struct movable *the_movables;
 268
 269 FILE *loop_dump_stream;
 270
 271 /* Forward declarations.  */
 272
 273 static void verify_dominator PROTO((int));
 274 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
 275 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
 276 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
 277 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
 278 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
 279 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
 280 static void count_one_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
 281
 282 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
 283                                        int *, int));
 284 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
 285 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
 286 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, int, int));
 287 #if 0
 288 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
 289 #endif
 290 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
 291 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
 292 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
 293 static void force_movables PROTO((struct movable *));
 294 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
 295 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 296 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 297 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
 298 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
 299 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
 300 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx,
 301                                    struct loop_info *, rtx, int, int));
 302 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, varray_type));
 303 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
 304 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, int, rtx, rtx));
 305 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *, int, int));
 306 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx,
 307                                      unsigned HOST_WIDE_INT));
 308 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, int, rtx *, rtx, rtx));
 309 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
 310 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **));
 311 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
 312 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
 313 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
 314 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx, struct loop_info *));
 315 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
 316 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
 317 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
 318 struct recombine_givs_stats;
 319 static int find_life_end PROTO((rtx, struct recombine_givs_stats *, rtx, rtx));
 320 static void recombine_givs PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int));
 321 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
 322 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
 323 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
 324 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
 325 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
 326 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
 327 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 328 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
 329                                                        rtx, int *));
 330 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 331 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 332 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 333 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
 334
 335 typedef struct rtx_and_int {
 336   rtx r;
 337   int i;
 338 } rtx_and_int;
 339
 340 typedef struct rtx_pair {
 341   rtx r1;
 342   rtx r2;
 343 } rtx_pair;
 344
 345 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
 346 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
 347   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
 348    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
 349    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
 350
 351 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 352 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
 353 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
 354
 355 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
 356 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
 357 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 358
 359 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
 360 int indirect_jump_in_function = 0;
 361 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
 362
 363 static int compute_luids PROTO((rtx, rtx, int));
 364
 365 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PROTO((struct induction *,
 366                                                    struct induction *, rtx));
 367 \f
 368 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
 369 static int add_cost;
 370 #if 0
 371 static int shift_cost;
 372 static int mult_cost;
 373 #endif
 374
 375 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
 376    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
 377 static int copy_cost;
 378
 379 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
 380 static int reg_address_cost;
 381
 382
 383 void
 384 init_loop ()
 385 {
 386   char *free_point = (char *) oballoc (1);
 387   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
 388
 389   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
 390
 391 #ifdef ADDRESS_COST
 392   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
 393 #else
 394   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
 395 #endif
 396
 397   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
 398      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
 399      will be far less than the cost of an add.  */
 400
 401   copy_cost = 2 * 2;
 402
 403   /* Free the objects we just allocated.  */
 404   obfree (free_point);
 405
 406   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
 407   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
 408 }
 409 \f
 410 /* Compute the mapping from uids to luids.
 411    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
 412    except that luids increase monotonically through the code.
 413    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
 414    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
 415 static int
 416 compute_luids (start, end, prev_luid)
 417      rtx start, end;
 418      int prev_luid;
 419 {
 420   int i;
 421   rtx insn;
 422
 423   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
 424     {
 425       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
 426         continue;
 427       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
 428          luids between two insns is not affected by -g.  */
 429       if (GET_CODE (insn) != NOTE
 430           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
 431         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
 432       else
 433         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
 434         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
 435     }
 436   return i + 1;
 437 }
 438 \f
 439 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
 440    on the current function.  F is the first insn of the function
 441    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
 442    (or 0 if none should be output).  */
 443
 444 void
 445 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
 446      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
 447      rtx f;
 448      FILE *dumpfile;
 449      int unroll_p, bct_p;
 450 {
 451   register rtx insn;
 452   register int i;
 453
 454   loop_dump_stream = dumpfile;
 455
 456   init_recog_no_volatile ();
 457
 458   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
 459
 460   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
 461   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
 462
 463   regs_may_share = 0;
 464
 465   /* Count the number of loops.  */
 466
 467   max_loop_num = 0;
 468   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
 469     {
 470       if (GET_CODE (insn) == NOTE
 471           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
 472         max_loop_num++;
 473     }
 474
 475   /* Don't waste time if no loops.  */
 476   if (max_loop_num == 0)
 477     return;
 478
 479   /* Get size to use for tables indexed by uids.
 480      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
 481   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
 482
 483   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 484   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 485
 486   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 487   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 488
 489   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
 490      not be zeroed.  */
 491   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 492   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 493   loop_number_loop_cont = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 494   loop_number_cont_dominator = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 495   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 496   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
 497   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 498   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 499
 500 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 501   /* Allocate for BCT optimization */
 502   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 503   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
 504 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 505
 506   /* Find and process each loop.
 507      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
 508   find_and_verify_loops (f);
 509
 510   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
 511      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
 512      function.  */
 513   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
 514
 515   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
 516      will have entries in the register tables.
 517
 518      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
 519      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
 520   init_alias_analysis ();
 521
 522   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
 523      one more that the maximum uid of all insn.  */
 524   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
 525     abort ();
 526   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
 527   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
 528
 529   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it might
 530      have rearranged code afterwards, so we need to recompute the luids now.  */
 531   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
 532
 533   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
 534      deleted.  It is possible that the first or last insn
 535      using some register has been deleted by cross-jumping.
 536      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
 537      points to the general area where that insn used to be.  */
 538   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 539     {
 540       uid_luid[0] = uid_luid[i];
 541       if (uid_luid[0] != 0)
 542         break;
 543     }
 544   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 545     if (uid_luid[i] == 0)
 546       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
 547
 548   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
 549   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 550     find_loop_tree_blocks ();
 551
 552   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
 553      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
 554   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
 555
 556   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
 557      before outer ones.  */
 558   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
 559     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
 560       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
 561                  loop_number_loop_cont[i], unroll_p, bct_p);
 562
 563   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
 564      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
 565      to one mapping will remain.  */
 566   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 567     unroll_block_trees ();
 568
 569   end_alias_analysis ();
 570 }
 571 \f
 572 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
 573    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
 574    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
 575    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
 576    bottom.  */
 577
 578 static rtx
 579 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
 580      rtx insn;
 581      rtx start;
 582      rtx end;
 583      rtx loop_top;
 584 {
 585   insn = NEXT_INSN (insn);
 586
 587   if (insn == end)
 588     {
 589       if (loop_top)
 590         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
 591         insn = loop_top;
 592       else
 593         /* We're done.  */
 594         insn = NULL_RTX;
 595     }
 596
 597   if (insn == start)
 598     /* We're done.  */
 599     insn = NULL_RTX;
 600
 601   return insn;
 602 }
 603
 604 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
 605    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
 606    NOTE_INSN_LOOP_END.
 607    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
 608
 609 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
 610    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
 611    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
 612    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
 613    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
 614
 615 static void
 616 scan_loop (loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
 617      rtx loop_start, end, loop_cont;
 618      int unroll_p, bct_p;
 619 {
 620   register int i;
 621   rtx p;
 622   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
 623   int maybe_never = 0;
 624   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
 625      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
 626   int call_passed = 0;
 627   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
 628      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
 629   rtx loop_top = 0;
 630   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
 631   rtx loop_entry_jump = 0;
 632   /* Place in the loop where control enters.  */
 633   rtx scan_start;
 634   /* Number of insns in the loop.  */
 635   int insn_count;
 636   int in_libcall = 0;
 637   int tem;
 638   rtx temp;
 639   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
 640   rtx set, set1;
 641   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
 642   struct movable *movables = 0;
 643   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
 644   struct movable *last_movable = 0;
 645   /* Ratio of extra register life span we can justify
 646      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
 647      since in that case saving an insn makes more difference
 648      and more registers are available.  */
 649   int threshold;
 650   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
 651   int loop_depth = 0;
 652   int nregs;
 653   struct loop_info *loop_info = &this_loop_info;
 654
 655   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
 656      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
 657      that is too complex to duplicate in front of the loop.
 658
 659      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
 660      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
 661      (because we might have a loop executed only once that contains a
 662      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
 663      (in case we have a degenerate loop).
 664
 665      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
 666      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
 667      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
 668      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
 669      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
 670
 671   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
 672        p != end
 673          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
 674          && (GET_CODE (p) != NOTE
 675              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
 676                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
 677        p = NEXT_INSN (p))
 678     ;
 679
 680   scan_start = p;
 681
 682   /* Set up variables describing this loop.  */
 683   prescan_loop (loop_start, end, loop_info);
 684   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
 685
 686   /* If loop has a jump before the first label,
 687      the true entry is the target of that jump.
 688      Start scan from there.
 689      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
 690      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
 691   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
 692     {
 693       loop_entry_jump = p;
 694
 695       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
 696       if (simplejump_p (p)
 697           && JUMP_LABEL (p) != 0
 698           /* Check to see whether the jump actually
 699              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
 700              This case can happen for things like
 701              do {..} while (0).  If this label was generated previously
 702              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
 703              the loop.  */
 704           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
 705         {
 706           loop_top = next_label (scan_start);
 707           scan_start = JUMP_LABEL (p);
 708         }
 709     }
 710
 711   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
 712      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
 713      test may never be true, but it's best to play it safe.)
 714
 715      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
 716      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
 717      test above.  */
 718
 719   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
 720       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
 721     {
 722       if (loop_dump_stream)
 723         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
 724                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
 725       return;
 726     }
 727
 728   /* Count number of times each reg is set during this loop.
 729      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
 730      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
 731
 732   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
 733      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
 734      that even after the moving of movables creates some new registers
 735      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
 736      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
 737   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
 738   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
 739   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
 740   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
 741   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
 742
 743   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
 744                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
 745
 746   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
 747     {
 748       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 749       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
 750     }
 751
 752 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
 753   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
 754      create CCmode register copies.  */
 755   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
 756     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
 757       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 758 #endif
 759
 760   bcopy ((char *) &set_in_loop->data,
 761          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
 762
 763   if (loop_dump_stream)
 764     {
 765       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
 766                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
 767       if (loop_info->cont)
 768         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
 769                  INSN_UID (loop_info->cont));
 770     }
 771
 772   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
 773      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
 774      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
 775      We consider whether subsequent insns use the reg
 776      in deciding whether it is worth actually moving.
 777
 778      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
 779      and therefore it is possible that the insns we are scanning
 780      would never be executed.  At such times, we must make sure
 781      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
 782      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
 783      so that is not a problem.  */
 784
 785   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
 786        p != NULL_RTX;
 787        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
 788     {
 789       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 790           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
 791         in_libcall = 1;
 792       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 793                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 794         in_libcall = 0;
 795
 796       if (GET_CODE (p) == INSN
 797           && (set = single_set (p))
 798           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
 799           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
 800         {
 801           int tem1 = 0;
 802           int tem2 = 0;
 803           int move_insn = 0;
 804           rtx src = SET_SRC (set);
 805           rtx dependencies = 0;
 806
 807           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
 808              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
 809              specified, use it as the source and mark that we should move
 810              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
 811              insn.
 812
 813              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
 814              is present.  */
 815           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 816           if (temp)
 817             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 818           else
 819             {
 820               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 821               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 822                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 823               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 824                 {
 825                   src = XEXP (temp, 0);
 826                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
 827                      the equivalent expression.  To move the libcall,
 828                      we must move those regs too.  */
 829                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
 830                 }
 831             }
 832
 833           /* Don't try to optimize a register that was made
 834              by loop-optimization for an inner loop.
 835              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
 836           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
 837             ;
 838           else if (/* The register is used in basic blocks other
 839                       than the one where it is set (meaning that
 840                       something after this point in the loop might
 841                       depend on its value before the set).  */
 842                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
 843                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
 844                       the loop starts, or the value before the set is
 845                       needed before the set occurs...
 846
 847                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
 848                       by the fact that the previous test will often fail for
 849                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
 850                       each time for register usage, we should build tables
 851                       of the register usage and use them here instead.  */
 852                    && (maybe_never
 853                        || loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
 854                                                   scan_start, end)))
 855             /* It is unsafe to move the set.
 856
 857                This code used to consider it OK to move a set of a variable
 858                which was not created by the user and not used in an exit test.
 859                That behavior is incorrect and was removed.  */
 860             ;
 861           else if ((tem = invariant_p (src))
 862                    && (dependencies == 0
 863                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
 864                    && (VARRAY_INT (set_in_loop,
 865                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
 866                        || (tem1
 867                            = consec_sets_invariant_p
 868                            (SET_DEST (set),
 869                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
 870                             p)))
 871                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
 872                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
 873                       once loop is entered.  Even a function call might
 874                       prevent the trap insn from being reached
 875                       (since it might exit!)  */
 876                    && ! ((maybe_never || call_passed)
 877                          && may_trap_p (src)))
 878             {
 879               register struct movable *m;
 880               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
 881
 882               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
 883                  can be combined as long as they are both in the loop, but
 884                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
 885                  this can lose.  The most common case of this is the address
 886                  of a function being called.
 887
 888                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
 889                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
 890                  we can replace the usage of this register with the source
 891                  of this SET.  If we can, delete this insn.
 892
 893                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
 894                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
 895
 896               if (loop_info->has_call
 897                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
 898                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
 899                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
 900                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
 901                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
 902                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
 903                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
 904                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
 905                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
 906                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
 907                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
 908                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
 909                      a call-clobbered register and the life of REGNO
 910                      might span a call.  */
 911                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
 912                                            VARRAY_RTX
 913                                            (reg_single_usage, regno))
 914                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 915                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
 916                                            VARRAY_RTX
 917                                            (reg_single_usage, regno)))
 918                 {
 919                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
 920                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
 921                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
 922                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 923                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
 924                                               (reg_single_usage, regno)),
 925                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
 926
 927                   PUT_CODE (p, NOTE);
 928                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
 929                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
 930                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
 931                   continue;
 932                 }
 933
 934               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
 935               m->next = 0;
 936               m->insn = p;
 937               m->set_src = src;
 938               m->dependencies = dependencies;
 939               m->set_dest = SET_DEST (set);
 940               m->force = 0;
 941               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop,
 942                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
 943               m->done = 0;
 944               m->forces = 0;
 945               m->partial = 0;
 946               m->move_insn = move_insn;
 947               m->move_insn_first = 0;
 948               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
 949               m->savemode = VOIDmode;
 950               m->regno = regno;
 951               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
 952                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
 953               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
 954               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] > INSN_LUID (end)
 955                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
 956               m->match = 0;
 957               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
 958                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
 959               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
 960               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 961                 m->savings += libcall_benefit (p);
 962               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
 963               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
 964               if (movables == 0)
 965                 movables = m;
 966               else
 967                 last_movable->next = m;
 968               last_movable = m;
 969
 970               if (m->consec > 0)
 971                 {
 972                   /* It is possible for the first instruction to have a
 973                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
 974                      remember the status of the first instruction in case
 975                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
 976                   m->move_insn_first = m->move_insn;
 977
 978                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
 979                   p = next_nonnote_insn (p);
 980                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
 981                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
 982                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
 983                   p = prev_nonnote_insn (p);
 984
 985                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
 986                      m->set_src to correspond to the effects of all the
 987                      insns.  */
 988                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 989                   if (temp)
 990                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
 991                   else
 992                     {
 993                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 994                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 995                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
 996                       else
 997                         m->move_insn = 0;
 998
 999                     }
1000                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1001                 }
1002             }
1003           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1004              or set to zero, then its high bytes are constant.
1005              So clear them outside the loop and within the loop
1006              just load the low bytes.
1007              We must check that the machine has an instruction to do so.
1008              Also, if the value loaded into the register
1009              depends on the same register, this cannot be done.  */
1010           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1011                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
1012                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1013                    && GET_CODE (set1) == SET
1014                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1015                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1016                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1017                        == SET_DEST (set))
1018                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1019             {
1020               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1021               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
1022                 {
1023                   register struct movable *m;
1024                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1025                   m->next = 0;
1026                   m->insn = p;
1027                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1028                   m->dependencies = 0;
1029                   m->force = 0;
1030                   m->consec = 0;
1031                   m->done = 0;
1032                   m->forces = 0;
1033                   m->move_insn = 0;
1034                   m->move_insn_first = 0;
1035                   m->partial = 1;
1036                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1037                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1038                      Not even if the reg is used only within this loop.
1039                      Consider this:
1040                      while (1)
1041                        while (s != t) {
1042                          if (foo ()) x = *s;
1043                          use (x);
1044                        }
1045                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1046                      being saved from the last time around the outer loop.
1047                      However, if the reg is not used outside this loop
1048                      and all uses of the register are in the same
1049                      basic block as the store, there is no problem.
1050
1051                      If this insn was made by loop, we don't know its
1052                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1053                      assumption.  */
1054                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1055                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1056                                    > INSN_LUID (end))
1057                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1058                                    < INSN_LUID (p))
1059                                || (labels_in_range_p
1060                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1061                   if (maybe_never && m->global)
1062                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1063                   else
1064                     m->savemode = VOIDmode;
1065                   m->regno = regno;
1066                   m->cond = 0;
1067                   m->match = 0;
1068                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1069                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1070                   m->savings = 1;
1071                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1072                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1073                   if (movables == 0)
1074                     movables = m;
1075                   else
1076                     last_movable->next = m;
1077                   last_movable = m;
1078                 }
1079             }
1080         }
1081       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1082          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1083          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1084          so they don't count.  */
1085       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1086         call_passed = 1;
1087       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1088          can't count on whether or how many times they will be
1089          executed during each iteration.  Therefore, we can
1090          only move out sets of trivial variables
1091          (those not used after the loop).  */
1092       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1093       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1094                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1095                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1096                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1097                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1098                   followed a by barrier then loop end.  */
1099                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
1100                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
1101                      && simplejump_p (p)))
1102         maybe_never = 1;
1103       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1104         {
1105           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1106              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1107              code has been duplicated.  */
1108           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1109             maybe_never = call_passed = 0;
1110           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1111             loop_depth++;
1112           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1113             loop_depth--;
1114         }
1115     }
1116
1117   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1118
1119   ignore_some_movables (movables);
1120
1121   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1122      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1123      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1124      since the second can be moved only if the first is.  */
1125
1126   force_movables (movables);
1127
1128   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1129      If there are, make all but the first point at the first one
1130      through the `match' field, and add the priorities of them
1131      all together as the priority of the first.  */
1132
1133   combine_movables (movables, nregs);
1134
1135   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1136      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1137
1138      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1139      optimizing for code size.  */
1140
1141   if (! optimize_size)
1142     move_movables (movables, threshold,
1143                    insn_count, loop_start, end, nregs);
1144
1145   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1146      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1147   for (i = 0; i < nregs; i++)
1148     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1149       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1150
1151   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1152      hoist even more memory references.  */
1153   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1154                                        loop_start, &insn_count);
1155
1156   if (flag_strength_reduce)
1157     {
1158       the_movables = movables;
1159       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1160                        insn_count, loop_start, end,
1161                        loop_info, loop_cont, unroll_p, bct_p);
1162     }
1163
1164   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1165   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1166   VARRAY_FREE (n_times_set);
1167   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1168 }
1169 \f
1170 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1171    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1172
1173 void
1174 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1175      rtx in_this, not_in_this;
1176      rtx *output;
1177 {
1178   enum rtx_code code;
1179   const char *fmt;
1180   int i;
1181
1182   code = GET_CODE (in_this);
1183
1184   switch (code)
1185     {
1186     case PC:
1187     case CC0:
1188     case CONST_INT:
1189     case CONST_DOUBLE:
1190     case CONST:
1191     case SYMBOL_REF:
1192     case LABEL_REF:
1193       return;
1194
1195     case REG:
1196       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1197           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1198         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1199       return;
1200
1201     default:
1202       break;
1203     }
1204
1205   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1206   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1207     {
1208       int j;
1209
1210       switch (fmt[i])
1211         {
1212         case 'E':
1213           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1214             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1215           break;
1216
1217         case 'e':
1218           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1219           break;
1220         }
1221     }
1222 }
1223 \f
1224 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1225    aside from those mentioned in the equivalent value.
1226    If there are none, return 0.
1227    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1228
1229 rtx
1230 libcall_other_reg (insn, equiv)
1231      rtx insn, equiv;
1232 {
1233   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1234   rtx p = XEXP (note, 0);
1235   rtx output = 0;
1236
1237   /* First, find all the regs used in the libcall block
1238      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1239
1240   while (p != insn)
1241     {
1242       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1243           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1244         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1245       p = NEXT_INSN (p);
1246     }
1247
1248   return output;
1249 }
1250 \f
1251 /* Return 1 if all uses of REG
1252    are between INSN and the end of the basic block.  */
1253
1254 static int
1255 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1256      rtx insn, reg;
1257 {
1258   int regno = REGNO (reg);
1259   rtx p;
1260
1261   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1262     return 0;
1263
1264   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1265   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1266     {
1267       switch (GET_CODE (p))
1268         {
1269         case NOTE:
1270           break;
1271
1272         case INSN:
1273         case CALL_INSN:
1274           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1275           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1276             return 1;
1277           break;
1278
1279         case JUMP_INSN:
1280           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1281           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1282             return 1;
1283           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1284           return 0;
1285
1286         case CODE_LABEL:
1287         case BARRIER:
1288           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1289           return 0;
1290
1291         default:
1292           break;
1293         }
1294     }
1295
1296   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1297   abort ();
1298 }
1299 \f
1300 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1301    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1302    value directly or can contain a library call.  */
1303
1304 static int
1305 libcall_benefit (last)
1306      rtx last;
1307 {
1308   rtx insn;
1309   int benefit = 0;
1310
1311   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1312        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1313     {
1314       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1315         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1316                                    routine.  */
1317       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1318                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1319                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1320         benefit++;
1321     }
1322
1323   return benefit;
1324 }
1325 \f
1326 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1327
1328 static rtx
1329 skip_consec_insns (insn, count)
1330      rtx insn;
1331      int count;
1332 {
1333   for (; count > 0; count--)
1334     {
1335       rtx temp;
1336
1337       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1338       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1339          be an insn here.  */
1340       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1341           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1342         insn = XEXP (temp, 0);
1343
1344       do insn = NEXT_INSN (insn);
1345       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1346     }
1347
1348   return insn;
1349 }
1350
1351 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1352    which is part of another movable.
1353    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1354    was made later and so appears later on the chain.  */
1355
1356 static void
1357 ignore_some_movables (movables)
1358      struct movable *movables;
1359 {
1360   register struct movable *m, *m1;
1361
1362   for (m = movables; m; m = m->next)
1363     {
1364       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1365       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1366       if (note)
1367         {
1368           rtx insn;
1369           /* Check for earlier movables inside that range,
1370              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1371              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1372              Rather than reject all such insns from movables, we just
1373              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1374              libcalls aren't that common).  */
1375           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1376             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1377               if (m1->insn == insn)
1378                 m1->done = 1;
1379         }
1380     }
1381 }
1382
1383 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1384    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1385    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1386    since the second can be moved only if the first is.  */
1387
1388 static void
1389 force_movables (movables)
1390      struct movable *movables;
1391 {
1392   register struct movable *m, *m1;
1393   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1394     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1395     if (!m1->partial && !m1->done)
1396       {
1397         int regno = m1->regno;
1398         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1399           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1400              register of M1 to be used after this insn?
1401              Since CSE does not update regno_last_uid,
1402              this insn M->insn might not be where it dies.
1403              But very likely this doesn't matter; what matters is
1404              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1405           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1406               && !m->done)
1407             break;
1408         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1409             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1410             && m->consec == 0)
1411           m = 0;
1412
1413         /* Increase the priority of the moving the first insn
1414            since it permits the second to be moved as well.  */
1415         if (m != 0)
1416           {
1417             m->forces = m1;
1418             m1->lifetime += m->lifetime;
1419             m1->savings += m->savings;
1420           }
1421       }
1422 }
1423 \f
1424 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1425    one register.  */
1426
1427 static void
1428 combine_movables (movables, nregs)
1429      struct movable *movables;
1430      int nregs;
1431 {
1432   register struct movable *m;
1433   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1434   enum machine_mode mode;
1435
1436   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1437      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1438   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1439
1440   for (m = movables; m; m = m->next)
1441     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1442       {
1443         register struct movable *m1;
1444         int regno = m->regno;
1445
1446         bzero (matched_regs, nregs);
1447         matched_regs[regno] = 1;
1448
1449         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1450            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1451         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1452           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1453               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1454               && !m1->global
1455               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1456               && !m1->partial
1457               && (matched_regs[m1->regno]
1458                   ||
1459                   (
1460                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1461                       same constant only if the modes are the same or
1462                       if both are integer modes with M wider or the same
1463                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1464                       safe, since the only case of differing destination
1465                       modes with equal sources is when both sources are
1466                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1467                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1468                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1469                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1470                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1471                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1472                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1473                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1474                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1475                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1476                                                 movables))))
1477               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1478                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1479             {
1480               m->lifetime += m1->lifetime;
1481               m->savings += m1->savings;
1482               m1->done = 1;
1483               m1->match = m;
1484               matched_regs[m1->regno] = 1;
1485             }
1486       }
1487
1488   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1489      This can be done for those not marked `global'
1490      provided their lives don't overlap.  */
1491
1492   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1493        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1494     {
1495       register struct movable *m0 = 0;
1496
1497       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1498          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1499       for (m = movables; m; m = m->next)
1500         if (m->partial && ! m->global
1501             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1502           {
1503             register struct movable *m1;
1504             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1505             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1506
1507             if (m0 == 0)
1508               {
1509                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1510                 m0 = m;
1511                   continue;
1512               }
1513
1514             /* Make sure they extend to the same mode.
1515                (Almost always true.)  */
1516             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1517                 continue;
1518
1519             /* We already have one: check for overlap with those
1520                already combined together.  */
1521             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1522               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1523                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1524                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1525                   goto overlap;
1526
1527             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1528             m0->lifetime += m->lifetime;
1529             m0->savings += m->savings;
1530             m->done = 1;
1531             m->match = m0;
1532
1533           overlap: ;
1534           }
1535     }
1536 }
1537 \f
1538 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1539
1540 static int
1541 regs_match_p (x, y, movables)
1542      rtx x, y;
1543      struct movable *movables;
1544 {
1545   int xn = REGNO (x);
1546   int yn = REGNO (y);
1547   struct movable *mx, *my;
1548
1549   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1550     if (mx->regno == xn)
1551       break;
1552
1553   for (my = movables; my; my = my->next)
1554     if (my->regno == yn)
1555       break;
1556
1557   return (mx && my
1558           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1559               || mx->match == my
1560               || mx == my->match));
1561 }
1562
1563 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1564    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1565
1566    If two registers are matching movables or a movable register and an
1567    equivalent constant, consider them equal.  */
1568
1569 static int
1570 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1571      rtx x, y;
1572      struct movable *movables;
1573 {
1574   register int i;
1575   register int j;
1576   register struct movable *m;
1577   register enum rtx_code code;
1578   register const char *fmt;
1579
1580   if (x == y)
1581     return 1;
1582   if (x == 0 || y == 0)
1583     return 0;
1584
1585   code = GET_CODE (x);
1586
1587   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1588      equal.  */
1589   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1590       && CONSTANT_P (y))
1591     {
1592       for (m = movables; m; m = m->next)
1593         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1594             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1595           return 1;
1596     }
1597   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1598            && CONSTANT_P (x))
1599     {
1600       for (m = movables; m; m = m->next)
1601         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1602             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1603           return 1;
1604     }
1605
1606   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1607   if (code != GET_CODE (y))
1608     return 0;
1609
1610   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1611      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1612
1613   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1614     return 0;
1615
1616   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1617   if (code == REG)
1618     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1619
1620   if (code == LABEL_REF)
1621     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1622   if (code == SYMBOL_REF)
1623     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1624
1625   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1626      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1627
1628   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1629   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1630     {
1631       switch (fmt[i])
1632         {
1633         case 'w':
1634           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1635             return 0;
1636           break;
1637
1638         case 'i':
1639           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1640             return 0;
1641           break;
1642
1643         case 'E':
1644           /* Two vectors must have the same length.  */
1645           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1646             return 0;
1647
1648           /* And the corresponding elements must match.  */
1649           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1650             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1651               return 0;
1652           break;
1653
1654         case 'e':
1655           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1656             return 0;
1657           break;
1658
1659         case 's':
1660           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1661             return 0;
1662           break;
1663
1664         case 'u':
1665           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1666           break;
1667
1668         case '0':
1669           break;
1670
1671           /* It is believed that rtx's at this level will never
1672              contain anything but integers and other rtx's,
1673              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1674         default:
1675           abort ();
1676         }
1677     }
1678   return 1;
1679 }
1680 \f
1681 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1682   insns in INSNS which use the reference.  */
1683
1684 static void
1685 add_label_notes (x, insns)
1686      rtx x;
1687      rtx insns;
1688 {
1689   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1690   int i, j;
1691   const char *fmt;
1692   rtx insn;
1693
1694   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1695     {
1696       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1697          avoid flow generating (slighly) worse code.
1698
1699          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1700          mark_jump_label for additional information).  */
1701       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1702         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1703           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1704                                                 REG_NOTES (insn));
1705     }
1706
1707   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1708   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1709     {
1710       if (fmt[i] == 'e')
1711         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1712       else if (fmt[i] == 'E')
1713         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1714           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1715     }
1716 }
1717 \f
1718 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1719    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1720    other throughout.  */
1721
1722 static void
1723 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1724      struct movable *movables;
1725      int threshold;
1726      int insn_count;
1727      rtx loop_start;
1728      rtx end;
1729      int nregs;
1730 {
1731   rtx new_start = 0;
1732   register struct movable *m;
1733   register rtx p;
1734   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1735      when we move several insns that load the same value
1736      into different pseudo-registers.  */
1737   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1738   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1739
1740   bzero (already_moved, nregs);
1741   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1742
1743   num_movables = 0;
1744
1745   for (m = movables; m; m = m->next)
1746     {
1747       /* Describe this movable insn.  */
1748
1749       if (loop_dump_stream)
1750         {
1751           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1752                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1753           if (m->consec > 0)
1754             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1755           if (m->cond)
1756             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1757           if (m->force)
1758             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1759           if (m->global)
1760             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1761           if (m->done)
1762             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1763           if (m->move_insn)
1764             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1765           if (m->match)
1766             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1767                      INSN_UID (m->match->insn));
1768           if (m->forces)
1769             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1770                      INSN_UID (m->forces->insn));
1771         }
1772
1773       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1774       num_movables++;
1775
1776       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1777          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1778
1779       if (!m->done
1780           && (! m->cond
1781               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1782                   && (m->dependencies == 0
1783                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1784                   && (m->consec == 0
1785                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1786                                                        m->consec + 1,
1787                                                        m->insn))))
1788           && (! m->forces || m->forces->done))
1789         {
1790           register int regno;
1791           register rtx p;
1792           int savings = m->savings;
1793
1794           /* We have an insn that is safe to move.
1795              Compute its desirability.  */
1796
1797           p = m->insn;
1798           regno = m->regno;
1799
1800           if (loop_dump_stream)
1801             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1802
1803           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1804             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1805
1806           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1807              which is safe only if this one is moved too: that is,
1808              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1809
1810           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1811              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1812              If it's not desirable, it means the loop is so big
1813              that moving won't speed things up much,
1814              and it is liable to make register usage worse.  */
1815
1816           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1817              extra cost because something else was already moved.  */
1818
1819           if (already_moved[regno]
1820               || flag_move_all_movables
1821               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1822                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1823               || (m->forces && m->forces->done
1824                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1825             {
1826               int count;
1827               register struct movable *m1;
1828               rtx first = NULL_RTX;
1829
1830               /* Now move the insns that set the reg.  */
1831
1832               if (m->partial && m->match)
1833                 {
1834                   rtx newpat, i1;
1835                   rtx r1, r2;
1836                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1837                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1838                      And that reg is loaded with 0 directly,
1839                      since it has ->match == 0.  */
1840                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1841                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1842                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1843                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1844
1845                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1846                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1847                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1848                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1849                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1850                   regs_may_share
1851                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1852                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1853                                                             regs_may_share));
1854                   delete_insn (m->insn);
1855
1856                   if (new_start == 0)
1857                     new_start = i1;
1858
1859                   if (loop_dump_stream)
1860                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1861                 }
1862               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1863                  new move insn, first delete what we have and then emit
1864                  the move insn before the loop.  */
1865               else if (m->move_insn)
1866                 {
1867                   rtx i1, temp;
1868
1869                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1870                     {
1871                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1872                          skip to the end.  */
1873                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1874                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1875                         p = XEXP (temp, 0);
1876
1877                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1878                          delete every insn in the sequence except the last.
1879                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1880                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1881                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1882                         {
1883                           temp = XEXP (temp, 0);
1884                           while (temp != p)
1885                             temp = delete_insn (temp);
1886                         }
1887
1888                       temp = p;
1889                       p = delete_insn (p);
1890
1891                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1892                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1893                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1894                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1895                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1896                          insn stream.  */
1897                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1898                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1899                     }
1900
1901                   start_sequence ();
1902                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1903                   temp = get_insns ();
1904                   end_sequence ();
1905
1906                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1907
1908                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1909                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1910                     REG_NOTES (i1)
1911                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1912                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1913
1914                   if (loop_dump_stream)
1915                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1916
1917                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1918                   threshold -= 3;
1919                 }
1920               else
1921                 {
1922                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1923                     {
1924                       rtx i1, temp;
1925
1926                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1927                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
1928                          be an insn here.  */
1929                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1930                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1931                         p = XEXP (temp, 0);
1932
1933                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1934                          insns except the last before the loop.  The last
1935                          insn is handled in the normal manner.  */
1936                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1937                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1938                         {
1939                           rtx fn_address = 0;
1940                           rtx fn_reg = 0;
1941                           rtx fn_address_insn = 0;
1942
1943                           first = 0;
1944                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1945                                temp = NEXT_INSN (temp))
1946                             {
1947                               rtx body;
1948                               rtx n;
1949                               rtx next;
1950
1951                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1952                                 continue;
1953
1954                               body = PATTERN (temp);
1955
1956                               /* Find the next insn after TEMP,
1957                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1958                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1959                                    next = NEXT_INSN (next))
1960                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1961                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1962                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1963                                   break;
1964
1965                               /* If that is the call, this may be the insn
1966                                  that loads the function address.
1967
1968                                  Extract the function address from the insn
1969                                  that loads it into a register.
1970                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1971
1972                                  So emit a new move insn that copies the
1973                                  function address into the register that the
1974                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1975                                  redundant stores that we have created.  */
1976                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1977                                   && GET_CODE (body) == SET
1978                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1979                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1980                                                          NULL_RTX)))
1981                                 {
1982                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1983                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1984                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1985                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1986                                   fn_address_insn = temp;
1987                                 }
1988                               /* We have the call insn.
1989                                  If it uses the register we suspect it might,
1990                                  load it with the correct address directly.  */
1991                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1992                                   && fn_address != 0
1993                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
1994                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1995                                                                 fn_address),
1996                                                  fn_address_insn);
1997
1998                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1999                                 {
2000                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2001                                   /* Because the USAGE information potentially
2002                                      contains objects other than hard registers
2003                                      we need to copy it.  */
2004                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2005                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2006                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2007                                 }
2008                               else
2009                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2010                               if (first == 0)
2011                                 first = i1;
2012                               if (temp == fn_address_insn)
2013                                 fn_address_insn = i1;
2014                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2015                               delete_insn (temp);
2016                             }
2017                           if (new_start == 0)
2018                             new_start = first;
2019                         }
2020                       if (m->savemode != VOIDmode)
2021                         {
2022                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2023                              the bits that are not covered by the mode
2024                              m->savemode.  */
2025                           rtx reg = m->set_dest;
2026                           rtx sequence;
2027                           rtx tem;
2028
2029                           start_sequence ();
2030                           tem = expand_binop
2031                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2032                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2033                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2034                                       - 1),
2035                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2036                           if (tem == 0)
2037                             abort ();
2038                           if (tem != reg)
2039                             emit_move_insn (reg, tem);
2040                           sequence = gen_sequence ();
2041                           end_sequence ();
2042                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2043                         }
2044                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2045                         {
2046                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2047                           /* Because the USAGE information potentially
2048                              contains objects other than hard registers
2049                              we need to copy it.  */
2050                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2051                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2052                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2053                         }
2054                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2055                         {
2056                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2057                              use the REG_EQUAL note.  */
2058                           start_sequence ();
2059                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2060                           temp = get_insns ();
2061                           end_sequence ();
2062
2063                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2064
2065                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2066                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2067                             REG_NOTES (i1)
2068                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2069                                                     : REG_EQUAL),
2070                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2071                         }
2072                       else
2073                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2074
2075                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2076                         {
2077                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2078
2079                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2080                              is not loop invariant, then delete it, since it
2081                              may cause problems with later optimization passes.
2082                              It is possible for cse to create such notes
2083                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2084
2085                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2086                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2087                             remove_note (i1, temp);
2088                         }
2089
2090                       if (new_start == 0)
2091                         new_start = i1;
2092
2093                       if (loop_dump_stream)
2094                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2095                                  INSN_UID (i1));
2096
2097                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2098                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2099                          and REG_RETVAL on I1.  */
2100                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2101                         {
2102                           XEXP (temp, 0) = first;
2103                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2104                           XEXP (temp, 0) = i1;
2105                         }
2106
2107                       temp = p;
2108                       delete_insn (p);
2109                       p = NEXT_INSN (p);
2110
2111                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2112                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2113                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2114                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2115                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2116                          insn stream.  */
2117                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2118                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2119                     }
2120
2121                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2122                   threshold -= 3;
2123                 }
2124
2125               /* Any other movable that loads the same register
2126                  MUST be moved.  */
2127               already_moved[regno] = 1;
2128
2129               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2130               moved_once[regno] = 1;
2131
2132               /* The reg set here is now invariant.  */
2133               if (! m->partial)
2134                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2135
2136               m->done = 1;
2137
2138               /* Change the length-of-life info for the register
2139                  to say it lives at least the full length of this loop.
2140                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2141
2142               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2143                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2144                    We can't use the moved insn because it is out of range
2145                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2146                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2147               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2148                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2149
2150               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2151
2152               if (! m->partial)
2153                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2154                   if (m1->match == m)
2155                     {
2156                       rtx temp;
2157
2158                       /* Schedule the reg loaded by M1
2159                          for replacement so that shares the reg of M.
2160                          If the modes differ (only possible in restricted
2161                          circumstances, make a SUBREG.
2162
2163                          Note this assumes that the target dependent files
2164                          treat REG and SUBREG equally, including within
2165                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2166                          predicates since we never verify that replacing the
2167                          original register with a SUBREG results in a
2168                          recognizable insn.  */
2169                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2170                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2171                       else
2172                         reg_map[m1->regno]
2173                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2174                                                 m->set_dest);
2175
2176                       /* Get rid of the matching insn
2177                          and prevent further processing of it.  */
2178                       m1->done = 1;
2179
2180                       /* if library call, delete all insn except last, which
2181                          is deleted below */
2182                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2183                                                  NULL_RTX)))
2184                         {
2185                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2186                                temp = NEXT_INSN (temp))
2187                             delete_insn (temp);
2188                         }
2189                       delete_insn (m1->insn);
2190
2191                       /* Any other movable that loads the same register
2192                          MUST be moved.  */
2193                       already_moved[m1->regno] = 1;
2194
2195                       /* The reg merged here is now invariant,
2196                          if the reg it matches is invariant.  */
2197                       if (! m->partial)
2198                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2199                     }
2200             }
2201           else if (loop_dump_stream)
2202             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2203         }
2204       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2205         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2206
2207       if (loop_dump_stream)
2208         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2209     }
2210
2211   if (new_start == 0)
2212     new_start = loop_start;
2213
2214   /* Go through all the instructions in the loop, making
2215      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2216   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2217     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2218         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2219       {
2220         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2221         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2222         INSN_CODE (p) = -1;
2223       }
2224 }
2225 \f
2226 #if 0
2227 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2228    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2229
2230 static void
2231 replace_call_address (x, reg, addr)
2232      rtx x, reg, addr;
2233 {
2234   register enum rtx_code code;
2235   register int i;
2236   register const char *fmt;
2237
2238   if (x == 0)
2239     return;
2240   code = GET_CODE (x);
2241   switch (code)
2242     {
2243     case PC:
2244     case CC0:
2245     case CONST_INT:
2246     case CONST_DOUBLE:
2247     case CONST:
2248     case SYMBOL_REF:
2249     case LABEL_REF:
2250     case REG:
2251       return;
2252
2253     case SET:
2254       /* Short cut for very common case.  */
2255       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2256       return;
2257
2258     case CALL:
2259       /* Short cut for very common case.  */
2260       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2261       return;
2262
2263     case MEM:
2264       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2265          something is wrong.  */
2266       if (XEXP (x, 0) != reg)
2267         abort ();
2268       XEXP (x, 0) = addr;
2269       return;
2270
2271     default:
2272       break;
2273     }
2274
2275   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2276   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2277     {
2278       if (fmt[i] == 'e')
2279         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2280       if (fmt[i] == 'E')
2281         {
2282           register int j;
2283           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2284             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2285         }
2286     }
2287 }
2288 #endif
2289 \f
2290 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2291    in the rtx X.  */
2292
2293 static int
2294 count_nonfixed_reads (x)
2295      rtx x;
2296 {
2297   register enum rtx_code code;
2298   register int i;
2299   register const char *fmt;
2300   int value;
2301
2302   if (x == 0)
2303     return 0;
2304
2305   code = GET_CODE (x);
2306   switch (code)
2307     {
2308     case PC:
2309     case CC0:
2310     case CONST_INT:
2311     case CONST_DOUBLE:
2312     case CONST:
2313     case SYMBOL_REF:
2314     case LABEL_REF:
2315     case REG:
2316       return 0;
2317
2318     case MEM:
2319       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2320               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2321
2322     default:
2323       break;
2324     }
2325
2326   value = 0;
2327   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2328   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2329     {
2330       if (fmt[i] == 'e')
2331         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2332       if (fmt[i] == 'E')
2333         {
2334           register int j;
2335           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2336             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2337         }
2338     }
2339   return value;
2340 }
2341
2342 \f
2343 #if 0
2344 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2345    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2346    if the machine supports such an instruction,
2347    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2348
2349 static void
2350 constant_high_bytes (p, loop_start)
2351      rtx p, loop_start;
2352 {
2353   register rtx new;
2354   register int insn_code_number;
2355
2356   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2357      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2358
2359   new
2360     = gen_rtx_SET
2361       (VOIDmode,
2362        gen_rtx_STRICT_LOW_PART
2363        (VOIDmode,
2364         gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2365                         SET_DEST (PATTERN (p)), 0)),
2366        XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2367
2368   insn_code_number = recog (new, p);
2369
2370   if (insn_code_number)
2371     {
2372       register int i;
2373
2374       /* Clear destination register before the loop.  */
2375       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode,
2376                                      SET_DEST (PATTERN (p)), const0_rtx),
2377                         loop_start);
2378
2379       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2380       PATTERN (p) = new;
2381     }
2382 }
2383 #endif
2384 \f
2385 /* Scan a loop setting the elements `cont', `vtop', `loops_enclosed',
2386    `has_call', `has_volatile', and `has_tablejump' within LOOP_INFO.
2387    Set the global variables `unknown_address_altered' and
2388    `num_mem_sets'.  Also, fill in the array `loop_mems' and the list
2389    `loop_store_mems'.  */
2390
2391 static void
2392 prescan_loop (start, end, loop_info)
2393      rtx start, end;
2394      struct loop_info *loop_info;
2395 {
2396   register int level = 1;
2397   rtx insn;
2398   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2399      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2400      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2401      might end up between the two.  */
2402   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2403
2404   loop_info->num = uid_loop_num [INSN_UID (start)];
2405   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2406   loop_info->has_call = 0;
2407   loop_info->has_volatile = 0;
2408   loop_info->has_tablejump = 0;
2409   loop_info->loops_enclosed = 1;
2410   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2411   loop_info->cont = 0;
2412   loop_info->vtop = 0;
2413
2414   unknown_address_altered = 0;
2415   loop_store_mems = NULL_RTX;
2416   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2417   loop_mems_idx = 0;
2418   num_mem_sets = 0;
2419
2420   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2421        insn = NEXT_INSN (insn))
2422     {
2423       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2424         {
2425           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2426             {
2427               ++level;
2428               /* Count number of loops contained in this one.  */
2429               loop_info->loops_enclosed++;
2430             }
2431           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2432             {
2433               --level;
2434               if (level == 0)
2435                 {
2436                   end = insn;
2437                   break;
2438                 }
2439             }
2440           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2441             {
2442               if (level == 1)
2443                 loop_info->cont = insn;
2444             }
2445           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2446             {
2447               /* If there is a NOTE_INSN_LOOP_VTOP, then this is a for
2448                  or while style loop, with a loop exit test at the
2449                  start.  Thus, we can assume that the loop condition
2450                  was true when the loop was entered.  */
2451               if (level == 1)
2452                 loop_info->vtop = insn;
2453             }
2454         }
2455       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2456         {
2457           if (! CONST_CALL_P (insn))
2458             unknown_address_altered = 1;
2459           loop_info->has_call = 1;
2460         }
2461       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2462         {
2463           rtx label1 = NULL_RTX;
2464           rtx label2 = NULL_RTX;
2465
2466           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2467             loop_info->has_volatile = 1;
2468
2469           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2470               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2471                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2472             loop_info->has_tablejump = 1;
2473
2474           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2475           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2476             first_loop_store_insn = insn;
2477
2478           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets
2479               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2480               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2481               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2482             {
2483               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2484                 {
2485                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2486                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2487                 }
2488               else
2489                 {
2490                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2491                 }
2492
2493               do {
2494                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2495                   {
2496                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2497                       {
2498                         /* Something tricky.  */
2499                         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2500                         break;
2501                       }
2502                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2503                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2504                       {
2505                         /* A jump outside the current loop.  */
2506                         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2507                         break;
2508                       }
2509                   }
2510
2511                 label1 = label2;
2512                 label2 = NULL_RTX;
2513               } while (label1);
2514             }
2515         }
2516       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2517         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2518     }
2519
2520   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2521   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2522       !unknown_address_altered
2523       /* An exception thrown by a called function might land us
2524          anywhere.  */
2525       && !loop_info->has_call
2526       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2527          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2528          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2529          require actual function calls.  */
2530       && !current_function_calls_alloca
2531       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2532          end.  */
2533       && !loop_info->has_multiple_exit_targets)
2534     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2535          insn = NEXT_INSN (insn))
2536       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2537 }
2538 \f
2539 /* LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2540    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2541    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2542    and what we have so far as LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR that has a
2543    target between LOOP_DOMINATOR and the continue note, move
2544    LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2545    destination cannot be determined, clear LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2546
2547 static void
2548 verify_dominator (loop_number)
2549      int loop_number;
2550 {
2551   rtx insn;
2552
2553   if (! loop_number_cont_dominator[loop_number])
2554     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2555        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2556     return;
2557   if (loop_number_cont_dominator[loop_number] == const0_rtx)
2558     {
2559       loop_number_cont_dominator[loop_number] = 0;
2560       return;
2561     }
2562   for (insn = loop_number_loop_starts[loop_number];
2563        insn != loop_number_cont_dominator[loop_number];
2564        insn = NEXT_INSN (insn))
2565     {
2566       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2567           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2568         {
2569           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2570           int label_luid;
2571
2572           /* If it is not a jump we can easily understand or for
2573              which we do not have jump target information in the JUMP_LABEL
2574              field (consider ADDR_VEC and ADDR_DIFF_VEC insns), then clear
2575              LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2576           if ((! condjump_p (insn)
2577                && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2578               || label == NULL_RTX)
2579             {
2580               loop_number_cont_dominator[loop_number] = NULL_RTX;
2581               return;
2582             }
2583
2584           label_luid = INSN_LUID (label);
2585           if (label_luid < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[loop_number])
2586               && (label_luid
2587                   > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator[loop_number])))
2588             loop_number_cont_dominator[loop_number] = label;
2589         }
2590     }
2591 }
2592
2593 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2594    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2595    to from outside the loop.  */
2596
2597 static void
2598 find_and_verify_loops (f)
2599      rtx f;
2600 {
2601   rtx insn, label;
2602   int current_loop = -1;
2603   int next_loop = -1;
2604   int loop;
2605
2606   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2607
2608   /* If there are jumps to undefined labels,
2609      treat them as jumps out of any/all loops.
2610      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2611   uid_loop_num[0] = -1;
2612
2613   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2614      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2615
2616   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2617     {
2618       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2619         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2620           {
2621           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2622             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2623             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2624             loop_number_loop_cont[next_loop] = 0;
2625             loop_number_cont_dominator[next_loop] = 0;
2626             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2627             loop_invalid[next_loop] = 0;
2628             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2629             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2630             current_loop = next_loop;
2631             break;
2632
2633           case NOTE_INSN_SETJMP:
2634             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2635                enclosing loop.  */
2636             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2637               {
2638                 loop_invalid[loop] = 1;
2639                 if (loop_dump_stream)
2640                   fprintf (loop_dump_stream,
2641                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2642                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2643               }
2644             break;
2645
2646           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2647             loop_number_loop_cont[current_loop] = insn;
2648             break;
2649           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2650             if (current_loop == -1)
2651               abort ();
2652
2653             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2654             verify_dominator (current_loop);
2655             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2656             break;
2657
2658           default:
2659             break;
2660           }
2661       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2662          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop_number_loop_dominator.  */
2663       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2664                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2665                && current_loop >= 0)
2666         {
2667           int this_loop_num;
2668           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2669
2670           if (! condjump_p (insn) && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2671             label = NULL_RTX;
2672
2673           this_loop_num = current_loop;
2674           do
2675             {
2676               /* First see if we care about this loop.  */
2677               if (loop_number_loop_cont[this_loop_num]
2678                   && loop_number_cont_dominator[this_loop_num] != const0_rtx)
2679                 {
2680                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2681                      loop_number_const_dominator.  */
2682                   if (! label)
2683                     loop_number_cont_dominator[this_loop_num] = const0_rtx;
2684                   else
2685                     /* Check if the destination is between loop start and
2686                        cont.  */
2687                     if ((INSN_LUID (label)
2688                          < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[this_loop_num]))
2689                         && (INSN_LUID (label)
2690                             > INSN_LUID (loop_number_loop_starts[this_loop_num]))
2691                         /* And if there is no later destination already
2692                            recorded.  */
2693                         && (! loop_number_cont_dominator[this_loop_num]
2694                             || (INSN_LUID (label)
2695                                 > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator
2696                                              [this_loop_num]))))
2697                       loop_number_cont_dominator[this_loop_num] = label;
2698                 }
2699               this_loop_num = loop_outer_loop[this_loop_num];
2700             }
2701           while (this_loop_num >= 0);
2702         }
2703
2704       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2705          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2706       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2707     }
2708
2709   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2710      because it can be jumped into from anywhere.  */
2711
2712   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2713     {
2714       int loop_num;
2715
2716       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2717            loop_num != -1;
2718            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2719         loop_invalid[loop_num] = 1;
2720     }
2721
2722   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2723      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2724
2725   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2726     {
2727       int loop_num;
2728
2729       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2730            loop_num != -1;
2731            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2732         loop_invalid[loop_num] = 1;
2733     }
2734
2735   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2736      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2737      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2738      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2739      anywhere.
2740
2741      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2742      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
2743      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2744      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2745      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2746      possible second cse pass.  */
2747
2748   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2749     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2750       {
2751         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2752
2753         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2754           {
2755             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2756             if (note)
2757               {
2758                 int loop_num;
2759
2760                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2761                      loop_num != -1;
2762                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2763                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2764               }
2765           }
2766
2767         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2768           continue;
2769
2770         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2771
2772         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2773         if (this_loop_num != -1
2774             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2775                 || (simplejump_p (insn)
2776                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2777                         != this_loop_num)))
2778             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2779           {
2780             rtx p;
2781             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2782             int dest_loop;
2783             int outer_loop = -1;
2784
2785             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2786                or a JUMP_INSN.  */
2787             for (p = PREV_INSN (insn);
2788                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2789                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2790                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2791                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2792                  p = PREV_INSN (p))
2793               ;
2794
2795             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2796                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2797
2798             if (JUMP_LABEL (insn))
2799               {
2800                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2801                 if (dest_loop != -1)
2802                   {
2803                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2804                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2805                       if (outer_loop == this_loop_num)
2806                         break;
2807                   }
2808               }
2809
2810             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2811
2812             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2813                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2814               outer_loop = this_loop_num;
2815
2816             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2817                we have a block of code to try to move.
2818
2819                We look backward and then forward from the target of INSN
2820                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2821                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2822                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2823                and move the block of code to the spot we found.  */
2824
2825             if (outer_loop == -1
2826                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2827                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2828                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2829                    These always indicate compilation errors.  */
2830                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2831                 && condjump_p (p)
2832                 && ! simplejump_p (p)
2833                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2834               {
2835                 rtx target
2836                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2837                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2838                 rtx loc;
2839
2840                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2841                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2842                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2843                     break;
2844
2845                 if (loc == 0)
2846                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2847                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2848                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2849                       break;
2850
2851                 if (loc)
2852                   {
2853                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2854                     rtx new_label = get_label_after (p);
2855
2856                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2857                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2858
2859                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2860                        we can invert P.  */
2861                    if (invert_jump (p, new_label))
2862                      {
2863                        rtx q, r;
2864
2865                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2866                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2867                           path, we'll need to insert an jump around our block
2868                           and a add a BARRIER before TARGET.
2869
2870                           This creates an extra unconditional jump outside
2871                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2872                           executed instructions from inside the loop usually
2873                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2874                           outside the loop.  */
2875                        if (loc == 0)
2876                          {
2877                            rtx temp;
2878
2879                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2880                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2881                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2882                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2883                            loc = emit_barrier_before (target);
2884                          }
2885
2886                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2887                           block after LOC.  */
2888                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2889                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2890
2891                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2892                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2893                             q = NEXT_INSN (q))
2894                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2895
2896                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2897                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2898                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2899                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2900                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2901                        if (JUMP_LABEL (insn))
2902                          {
2903                            int loop_num;
2904
2905                            for (q = 0,
2906                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2907                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2908                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2909                                {
2910                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2911                                  if (q)
2912                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2913                                  else
2914                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2915                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2916                                  break;
2917                                }
2918
2919                            for (loop_num = this_loop_num;
2920                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2921                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2922                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2923
2924                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2925                            if (! r)
2926                              abort ();
2927                          }
2928
2929                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2930                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2931                           The easiest way to do this is to just call
2932                           mark_loop_jump again for P.  */
2933                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2934
2935                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2936                           delete INSN.  */
2937                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2938                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2939                                == next_real_insn (insn)))
2940                          delete_insn (insn);
2941                      }
2942
2943                     /* Continue the loop after where the conditional
2944                        branch used to jump, since the only branch insn
2945                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2946                        branch and hence needs no processing.  */
2947                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2948
2949                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2950                       delete_insn (cond_label);
2951
2952                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2953                     insn = PREV_INSN (insn);
2954                   }
2955               }
2956           }
2957       }
2958 }
2959
2960 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2961    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2962
2963    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2964
2965 static void
2966 mark_loop_jump (x, loop_num)
2967      rtx x;
2968      int loop_num;
2969 {
2970   int dest_loop;
2971   int outer_loop;
2972   int i;
2973
2974   switch (GET_CODE (x))
2975     {
2976     case PC:
2977     case USE:
2978     case CLOBBER:
2979     case REG:
2980     case MEM:
2981     case CONST_INT:
2982     case CONST_DOUBLE:
2983     case RETURN:
2984       return;
2985
2986     case CONST:
2987       /* There could be a label reference in here.  */
2988       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2989       return;
2990
2991     case PLUS:
2992     case MINUS:
2993     case MULT:
2994       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2995       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2996       return;
2997
2998     case LO_SUM:
2999       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3000       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3001       return;
3002
3003     case SIGN_EXTEND:
3004     case ZERO_EXTEND:
3005       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
3006       return;
3007
3008     case LABEL_REF:
3009       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3010
3011       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3012          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3013          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3014          false.  */
3015
3016       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3017          since this does not count as a loop exit.  */
3018       if (dest_loop != -1)
3019         {
3020           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
3021                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3022             if (outer_loop == loop_num)
3023               break;
3024         }
3025       else
3026         outer_loop = -1;
3027
3028       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
3029         {
3030           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3031           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
3032           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
3033
3034           for (outer_loop = loop_num;
3035                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
3036                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3037             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
3038         }
3039
3040       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3041          by it, it invalidates at least one loop.  */
3042
3043       if (dest_loop == -1)
3044         return;
3045
3046       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3047          label, except those that also contain the jump insn.  */
3048
3049       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
3050         {
3051           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3052           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3053                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3054             if (dest_loop == outer_loop)
3055               return;
3056
3057           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3058           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
3059             fprintf (loop_dump_stream,
3060                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3061                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
3062
3063           loop_invalid[dest_loop] = 1;
3064         }
3065       return;
3066
3067     case SET:
3068       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3069       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3070         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
3071       return;
3072
3073     case IF_THEN_ELSE:
3074       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3075       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
3076       return;
3077
3078     case PARALLEL:
3079     case ADDR_VEC:
3080       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3081         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
3082       return;
3083
3084     case ADDR_DIFF_VEC:
3085       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3086         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
3087       return;
3088
3089     default:
3090       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3091          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3092          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3093          loop and any containing loops as invalid.  */
3094       if (loop_num != -1)
3095         {
3096           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3097                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3098             {
3099               if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[outer_loop])
3100                 fprintf (loop_dump_stream,
3101                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3102                          INSN_UID (loop_number_loop_starts[outer_loop]));
3103               loop_invalid[outer_loop] = 1;
3104             }
3105         }
3106       return;
3107     }
3108 }
3109 \f
3110 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3111    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3112    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3113    been previously created by loop.c).  */
3114
3115 static int
3116 labels_in_range_p (insn, end)
3117      rtx insn;
3118      int end;
3119 {
3120   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3121     {
3122       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3123         return 1;
3124       insn = NEXT_INSN (insn);
3125     }
3126
3127   return 0;
3128 }
3129
3130 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3131
3132 static void
3133 note_addr_stored (x, y)
3134      rtx x;
3135      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3136 {
3137   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3138     return;
3139
3140   /* Count number of memory writes.
3141      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3142   num_mem_sets++;
3143
3144   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3145   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3146     unknown_address_altered = 1;
3147
3148   if (unknown_address_altered)
3149     return;
3150
3151   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3152 }
3153 \f
3154 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3155
3156    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3157
3158    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3159    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3160    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3161
3162 int
3163 invariant_p (x)
3164      register rtx x;
3165 {
3166   register int i;
3167   register enum rtx_code code;
3168   register const char *fmt;
3169   int conditional = 0;
3170   rtx mem_list_entry;
3171
3172   if (x == 0)
3173     return 1;
3174   code = GET_CODE (x);
3175   switch (code)
3176     {
3177     case CONST_INT:
3178     case CONST_DOUBLE:
3179     case SYMBOL_REF:
3180     case CONST:
3181       return 1;
3182
3183     case LABEL_REF:
3184       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3185          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3186          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3187          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3188          the address of this label into a register might get moved outside
3189          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3190
3191          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3192          labels.  */
3193       if (flag_unroll_loops)
3194         return 0;
3195       else
3196         return 1;
3197
3198     case PC:
3199     case CC0:
3200     case UNSPEC_VOLATILE:
3201       return 0;
3202
3203     case REG:
3204       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3205          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3206
3207       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3208            || x == arg_pointer_rtx)
3209           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3210         return 1;
3211
3212       if (this_loop_info.has_call
3213           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3214         return 0;
3215
3216       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3217         return 2;
3218
3219       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3220
3221     case MEM:
3222       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3223          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3224          will be rejected also.  */
3225       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3226         return 0;
3227
3228       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3229          invariant if their address is.  */
3230       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3231         break;
3232
3233       /* If we had a subroutine call, any location in memory could have been
3234          clobbered.  */
3235       if (unknown_address_altered)
3236         return 0;
3237
3238       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3239       mem_list_entry = loop_store_mems;
3240       while (mem_list_entry)
3241         {
3242           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3243                                x, rtx_varies_p))
3244             return 0;
3245           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3246         }
3247
3248       /* It's not invalidated by a store in memory
3249          but we must still verify the address is invariant.  */
3250       break;
3251
3252     case ASM_OPERANDS:
3253       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3254       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3255         return 0;
3256       break;
3257
3258     default:
3259       break;
3260     }
3261
3262   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3263   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3264     {
3265       if (fmt[i] == 'e')
3266         {
3267           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3268           if (tem == 0)
3269             return 0;
3270           if (tem == 2)
3271             conditional = 1;
3272         }
3273       else if (fmt[i] == 'E')
3274         {
3275           register int j;
3276           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3277             {
3278               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3279               if (tem == 0)
3280                 return 0;
3281               if (tem == 2)
3282                 conditional = 1;
3283             }
3284
3285         }
3286     }
3287
3288   return 1 + conditional;
3289 }
3290
3291 \f
3292 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3293    are INSN and the immediately following insns,
3294    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3295    (not counting uses of REG in them).
3296
3297    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3298
3299    We assume that INSN itself is the first set of REG
3300    and that its source is invariant.  */
3301
3302 static int
3303 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3304      int n_sets;
3305      rtx reg, insn;
3306 {
3307   register rtx p = insn;
3308   register int regno = REGNO (reg);
3309   rtx temp;
3310   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3311   int count = n_sets - 1;
3312   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3313   int value = 0;
3314   int this;
3315
3316   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3317   if (n_sets == 127)
3318     return 0;
3319
3320   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3321
3322   while (count > 0)
3323     {
3324       register enum rtx_code code;
3325       rtx set;
3326
3327       p = NEXT_INSN (p);
3328       code = GET_CODE (p);
3329
3330       /* If library call, skip to end of it.  */
3331       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3332         p = XEXP (temp, 0);
3333
3334       this = 0;
3335       if (code == INSN
3336           && (set = single_set (p))
3337           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3338           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3339         {
3340           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3341           if (this != 0)
3342             value |= this;
3343           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3344             {
3345               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3346                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3347                  notes are OK.  */
3348               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3349                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3350                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3351               if (this != 0)
3352                 value |= this;
3353             }
3354         }
3355       if (this != 0)
3356         count--;
3357       else if (code != NOTE)
3358         {
3359           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3360           return 0;
3361         }
3362     }
3363
3364   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3365   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3366   return 1 + (value & 2);
3367 }
3368
3369 #if 0
3370 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3371    to be moved, so we no longer test it.  */
3372
3373 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3374    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3375
3376 static int
3377 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3378      rtx reg, insn;
3379      short *table;
3380 {
3381   register rtx p = insn;
3382   register int regno = REGNO (reg);
3383
3384   while (1)
3385     {
3386       register enum rtx_code code;
3387       p = NEXT_INSN (p);
3388       code = GET_CODE (p);
3389       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3390         return 1;
3391       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3392           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3393           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3394         {
3395           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3396             return 0;
3397         }
3398     }
3399 }
3400 #endif /* 0 */
3401 \f
3402 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3403    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3404    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3405
3406 static void
3407 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3408      rtx insn;
3409      rtx x;
3410      varray_type usage;
3411 {
3412   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3413   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3414   int i, j;
3415
3416   if (code == REG)
3417     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3418       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0
3419          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3420         ? const0_rtx : insn;
3421
3422   else if (code == SET)
3423     {
3424       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3425          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3426          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3427          for it.  */
3428       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3429         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3430       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3431     }
3432   else
3433     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3434       {
3435         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3436           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3437         else if (fmt[i] == 'E')
3438           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3439             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3440       }
3441 }
3442 \f
3443 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3444    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3445
3446 static void
3447 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3448      rtx insn, x;
3449      varray_type may_not_move;
3450      rtx *last_set;
3451 {
3452   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3453     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3454        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3455     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3456
3457   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3458     {
3459       rtx dest = SET_DEST (x);
3460       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3461              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3462              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3463              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3464         dest = XEXP (dest, 0);
3465       if (GET_CODE (dest) == REG)
3466         {
3467           register int regno = REGNO (dest);
3468           /* If this is the first setting of this reg
3469              in current basic block, and it was set before,
3470              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3471              be moved out of the loop.  */
3472           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0
3473               && last_set[regno] == 0)
3474             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3475           /* If this is not first setting in current basic block,
3476              see if reg was used in between previous one and this.
3477              If so, neither one can be moved.  */
3478           if (last_set[regno] != 0
3479               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3480             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3481           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3482             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3483           last_set[regno] = insn;
3484         }
3485     }
3486 }
3487
3488 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3489    that is modified by an insn between FROM and TO.
3490    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3491    stop incrementing it, to avoid overflow.
3492
3493    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3494    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3495    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3496    in which case this processing is not done.
3497
3498    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3499    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3500
3501 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3502    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3503
3504 static void
3505 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3506      register rtx from, to;
3507      varray_type may_not_move;
3508      varray_type single_usage;
3509      int *count_ptr;
3510      int nregs;
3511 {
3512   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3513   register rtx insn;
3514   register int count = 0;
3515
3516   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3517   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3518     {
3519       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3520         {
3521           ++count;
3522
3523           /* Record registers that have exactly one use.  */
3524           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3525
3526           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3527           if (REG_NOTES (insn))
3528             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3529
3530           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3531               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3532             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3533           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3534             {
3535               register int i;
3536               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3537                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3538                                may_not_move, last_set);
3539             }
3540         }
3541
3542       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3543         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3544     }
3545   *count_ptr = count;
3546 }
3547 \f
3548 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3549    and that is entered at SCAN_START,
3550    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3551    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3552    from the loop entry point.
3553
3554    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3555    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3556    from an inner loop past two loops.  */
3557
3558 static int
3559 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3560      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3561 {
3562   rtx reg = SET_DEST (set);
3563   rtx p;
3564
3565   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3566      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3567   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3568     {
3569       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3570           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3571         return 1;
3572
3573       if (p == loop_end)
3574         p = loop_start;
3575     }
3576
3577   return 0;
3578 }
3579 \f
3580 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3581    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3582 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3583    value is a linear function of a biv.  */
3584
3585 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3586    Givs by `general_induction_var'.  */
3587
3588 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3589    induction variable, and if so what type.  */
3590
3591 varray_type reg_iv_type;
3592
3593 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3594    if register is an induction variable.  This holds general info for
3595    all induction variables.  */
3596
3597 varray_type reg_iv_info;
3598
3599 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3600    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3601    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3602    to.  */
3603
3604 struct iv_class **reg_biv_class;
3605
3606 /* The head of a list which links together (via the next field)
3607    every iv class for the current loop.  */
3608
3609 struct iv_class *loop_iv_list;
3610
3611 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3612    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3613    separately.  */
3614 int first_increment_giv, last_increment_giv;
3615
3616 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3617
3618 static rtx note_insn;
3619
3620 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3621
3622 static rtx addr_placeholder;
3623
3624 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3625    for the strength reduction code.  */
3626
3627 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3628    bivs, may cause problems.  */
3629
3630 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3631    performance problems.
3632
3633    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3634    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3635    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3636    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3637    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3638    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3639
3640 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3641    positive.  */
3642
3643 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3644    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3645    e.g. the VAX acb insn.  */
3646
3647 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3648    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3649    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3650 \f
3651 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
3652
3653    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3654    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3655    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3656    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3657    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.
3658
3659    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3660    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3661    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3662    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.
3663    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
3664
3665 static void
3666 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3667                  loop_start, loop_end, loop_info, loop_cont, unroll_p, bct_p)
3668      rtx scan_start;
3669      rtx end;
3670      rtx loop_top;
3671      int insn_count;
3672      rtx loop_start;
3673      rtx loop_end;
3674      struct loop_info *loop_info;
3675      rtx loop_cont;
3676      int unroll_p, bct_p ATTRIBUTE_UNUSED;
3677 {
3678   rtx p;
3679   rtx set;
3680   rtx inc_val;
3681   rtx mult_val;
3682   rtx dest_reg;
3683   rtx *location;
3684   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3685      iteration.  */
3686   int not_every_iteration = 0;
3687   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3688      loop iteration.  */
3689   int maybe_multiple = 0;
3690   /* This is 1 if we have past a branch back to the top of the loop
3691      (aka a loop latch).  */
3692   int past_loop_latch = 0;
3693   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3694   struct iv_class *bl, **backbl;
3695   /* Ratio of extra register life span we can justify
3696      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3697      since in that case saving an insn makes more difference
3698      and more registers are available.  */
3699   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3700   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3701   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3702   rtx *reg_map;
3703   int reg_map_size;
3704   int call_seen;
3705   rtx test;
3706   rtx end_insert_before;
3707   int loop_depth = 0;
3708   int n_extra_increment;
3709   int unrolled_insn_copies;
3710
3711   /* If scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3712      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3713   if (prev_nonnote_insn (scan_start) != prev_nonnote_insn (loop_start))
3714     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (scan_start, loop_start, loop_end);
3715
3716   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3717   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3718   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3719     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3720   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3721                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3722
3723   loop_iv_list = 0;
3724   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3725
3726   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3727      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3728      order (i.e. loop order).
3729
3730      If loop_end is the end of the current function, then emit a
3731      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3732      dummy note insn.  */
3733   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3734     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3735   else
3736     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3737
3738   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3739
3740   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3741        p != NULL_RTX;
3742        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3743     {
3744       if (GET_CODE (p) == INSN
3745           && (set = single_set (p))
3746           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3747         {
3748           dest_reg = SET_DEST (set);
3749           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3750               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3751               && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
3752             {
3753               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3754                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
3755                                        &location))
3756                 {
3757                   /* It is a possible basic induction variable.
3758                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3759
3760                   struct induction *v
3761                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3762
3763                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
3764                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3765                   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
3766                 }
3767               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3768                 REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
3769             }
3770         }
3771
3772       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3773          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3774          jump insn between here and the end of the loop either
3775          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3776          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3777
3778       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3779         {
3780           rtx insn = p;
3781
3782           maybe_multiple = 0;
3783
3784           while (1)
3785             {
3786               insn = NEXT_INSN (insn);
3787               if (insn == scan_start)
3788                 break;
3789               if (insn == end)
3790                 {
3791                   if (loop_top != 0)
3792                     insn = loop_top;
3793                   else
3794                     break;
3795                   if (insn == scan_start)
3796                     break;
3797                 }
3798
3799               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3800                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3801                   && (! condjump_p (insn)
3802                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3803                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3804                           && ! loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3805                 {
3806                   maybe_multiple = 1;
3807                   break;
3808                 }
3809             }
3810         }
3811
3812       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3813          on whether they will be executed during each iteration.  */
3814       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3815          code in scan_loop.  */
3816       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3817           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3818              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3819              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3820              will be executed if the loop is executed.  */
3821           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3822                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3823                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3824         {
3825           rtx label = 0;
3826
3827           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3828              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3829              loop_number_exits_labels list.  */
3830
3831           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3832                label;
3833                label = LABEL_NEXTREF (label))
3834             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3835               break;
3836
3837           if (! label)
3838             not_every_iteration = 1;
3839         }
3840
3841       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3842         {
3843           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3844              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3845              even though the exit code has been duplicated.
3846
3847              Insns are also again known to be executed each iteration at
3848              the LOOP_CONT note.  */
3849           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3850                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3851               && loop_depth == 0)
3852             not_every_iteration = 0;
3853           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3854             loop_depth++;
3855           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3856             loop_depth--;
3857         }
3858
3859       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
3860          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
3861          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
3862          a new loop iteration.
3863
3864          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
3865          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
3866          which immediately follows LOOP_START.  */
3867       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop_start))
3868         past_loop_latch = 1;
3869
3870       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3871          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3872          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3873          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3874
3875          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3876          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
3877          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
3878          executed each iteration.  */
3879
3880       if (not_every_iteration
3881           && ! past_loop_latch
3882           && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3883           && no_labels_between_p (p, loop_end)
3884           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
3885         not_every_iteration = 0;
3886     }
3887
3888   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3889      Make a sanity check against n_times_set.  */
3890   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3891     {
3892       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3893           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3894           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3895           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3896           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3897              move.  So leave it alone.  */
3898           || ! bl->incremented)
3899         {
3900           if (loop_dump_stream)
3901             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3902                      bl->regno,
3903                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3904                       ? "not induction variable"
3905                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3906                          : "count error")));
3907
3908           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3909           *backbl = bl->next;
3910         }
3911       else
3912         {
3913           backbl = &bl->next;
3914
3915           if (loop_dump_stream)
3916             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3917         }
3918     }
3919
3920   /* Exit if there are no bivs.  */
3921   if (! loop_iv_list)
3922     {
3923       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3924          strength reduction info available.  */
3925       if (unroll_p)
3926         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
3927                      loop_info, 0);
3928
3929       return;
3930     }
3931
3932   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3933      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3934
3935   call_seen = 0;
3936   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3937     {
3938       note_insn = p;
3939
3940       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3941         call_seen = 1;
3942
3943       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3944           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3945         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3946
3947       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3948          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3949          constants and registers and only certain of those.  */
3950       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3951           && JUMP_LABEL (p) != 0
3952           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3953           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3954           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3955           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3956           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3957           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3958           && bl->init_insn == 0)
3959         {
3960           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3961           if (GET_CODE (test) == NE)
3962             {
3963               bl->init_insn = p;
3964               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3965                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3966             }
3967           else
3968             bl->initial_test = test;
3969         }
3970     }
3971
3972   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3973      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3974      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3975   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3976     {
3977       rtx src;
3978       rtx note;
3979
3980       if (! bl->init_insn)
3981         continue;
3982
3983       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3984          is a constant, use the value of that.  */
3985       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3986            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3987           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3988               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3989         src = XEXP (note, 0);
3990       else
3991         src = SET_SRC (bl->init_set);
3992
3993       if (loop_dump_stream)
3994         fprintf (loop_dump_stream,
3995                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3996                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3997
3998       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3999            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4000           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
4001         {
4002           bl->initial_value = src;
4003
4004           if (loop_dump_stream)
4005             {
4006               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
4007                 {
4008                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
4009                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
4010                 }
4011               else
4012                 {
4013                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
4014                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4015                 }
4016             }
4017         }
4018       else
4019         {
4020           struct iv_class *bl2 = 0;
4021           rtx increment = NULL_RTX;
4022
4023           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
4024              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
4025              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
4026              For simplicity, we only handle the case where there is but a
4027              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
4028           if (bl->biv_count == 1
4029               && bl->regno < max_reg_before_loop
4030               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4031               && GET_CODE (src) == PLUS
4032               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
4033               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4034               && ((increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end))
4035                   != NULL_RTX))
4036             {
4037               int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4038
4039               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4040                 if (bl2->regno == regno)
4041                   break;
4042             }
4043
4044           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4045           if (bl2
4046               && bl2->biv_count == 1
4047               && rtx_equal_p (increment,
4048                               biv_total_increment (bl2, loop_start, loop_end))
4049               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4050                  without any intervening labels.  */
4051               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4052                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4053               /* The register from BL2 must be set before the register from
4054                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4055                  the former set.  Currently there can't be any labels
4056                  in-between when biv_toal_increment returns nonzero both times
4057                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4058                  gets used to set always_computable.  */
4059               && ((loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4060                    && no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4061                   || (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4062                                             bl2->biv->insn)
4063                       && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4064               && validate_change (bl->biv->insn,
4065                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4066                                   copy_rtx (src), 0))
4067             {
4068               int loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
4069               rtx dominator = loop_number_cont_dominator[loop_num];
4070               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4071               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4072               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4073
4074               if (loop_dump_stream)
4075                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4076               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4077               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4078               reg_biv_class[bl->regno] = NULL_PTR;
4079               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4080                  before the first giv use.  */
4081               if (dominator
4082                   && ! loop_insn_first_p (dominator, scan_start)
4083                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4084                                           dominator)
4085                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4086                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4087                 {
4088                   rtx p;
4089                   rtx next;
4090
4091                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4092                     {
4093                       if ((GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) == 'i'
4094                            && (reg_mentioned_p (giv, PATTERN (next))
4095                                || reg_set_p (bl2->biv->src_reg, next)))
4096                           || GET_CODE (next) == JUMP_INSN)
4097                         break;
4098 #ifdef HAVE_cc0
4099                       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) != 'i'
4100                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4101 #endif
4102                         dominator = next;
4103                     }
4104                   if (loop_dump_stream)
4105                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4106                              INSN_UID (dominator));
4107                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4108                      and adjusting all luids in the range.  */
4109                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4110                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4111                     p = PREV_INSN (p);
4112                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4113                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4114                      this giv, delete it.  */
4115                   if (single_set (bl->init_insn)
4116                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4117                     delete_insn (bl->init_insn);
4118                 }
4119               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4120                 {
4121                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4122                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4123                     p = PREV_INSN (p);
4124                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4125                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4126                                  INSN_LUID (p));
4127                 }
4128               /* Remove this biv from the chain.  */
4129               if (bl->next)
4130                 {
4131                   /* We move the following giv from *bl->next into *bl.
4132                      We have to update reg_biv_class for that moved biv
4133                      to point to its new address.  */
4134                   *bl = *bl->next;
4135                   reg_biv_class[bl->regno] = bl;
4136                 }
4137               else
4138                 {
4139                   *backbl = 0;
4140                   break;
4141                 }
4142             }
4143
4144           /* If we can't make it a giv,
4145              let biv keep initial value of "itself".  */
4146           else if (loop_dump_stream)
4147             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4148         }
4149     }
4150
4151   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4152      all but the last increment into a giv.  */
4153
4154   /* Get an upper bound for the number of registers
4155      we might have after all bivs have been processed.  */
4156   first_increment_giv = max_reg_num ();
4157   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4158     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4159
4160   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4161      replacements to take place, since this could loose the volatile markers.  */
4162   if (n_extra_increment  && ! loop_info->has_volatile)
4163     {
4164       int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4165
4166       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4167       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4168       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4169
4170       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4171         {
4172           struct induction **vp, *v, *next;
4173           int biv_dead_after_loop = 0;
4174
4175           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this first.  */
4176           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4177             {
4178               next = v->next_iv;
4179               v->next_iv = bl->biv;
4180               bl->biv = v;
4181             }
4182
4183           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4184              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4185              would mean that we'd be missing an increment for the final
4186              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4187              the first part of the test to set bl->eliminable.
4188              We don't check here if we can calculate the final value, since
4189              this can't succeed if we already know that there is a jump
4190              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4191              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4192              implies that the jump destination is outside the loop.
4193              If we want to make this check more sophisticated, we should
4194              check each branch between v->insn and next->insn individually
4195              to see if the biv is dead at its destination.  */
4196
4197           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4198               && bl->init_insn
4199               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4200               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4201                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4202 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4203               && ! bl->nonneg
4204 #endif
4205               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4206             biv_dead_after_loop = 1;
4207
4208           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4209             {
4210               HOST_WIDE_INT offset;
4211               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn, note;
4212               int old_regno, new_regno;
4213
4214               if (! v->always_executed
4215                   || v->maybe_multiple
4216                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4217                   || ! next->always_executed
4218                   || next->maybe_multiple
4219                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4220                   || v->mult_val != const1_rtx
4221                   || next->mult_val != const1_rtx
4222                   || ! (biv_dead_after_loop
4223                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4224                 {
4225                   vp = &v->next_iv;
4226                   continue;
4227                 }
4228               offset = INTVAL (v->add_val);
4229               set = single_set (v->insn);
4230               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4231               old_reg = v->dest_reg;
4232               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4233
4234               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4235                  have been allocated with some slop space, so we may not
4236                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4237                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4238               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4239                 {
4240                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4241                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4242                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4243                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4244                   VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
4245                 }
4246
4247               if (! validate_change (next->insn, next->location, add_val, 0))
4248                 {
4249                   vp = &v->next_iv;
4250                   continue;
4251                 }
4252
4253               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4254                  it into the uses.  */
4255
4256               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4257
4258               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4259                    p != next->insn;
4260                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4261                 {
4262                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4263                     continue;
4264                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4265                     {
4266                       last_use_insn = p;
4267                     }
4268                 }
4269
4270               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4271                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4272                  of an inner loop, so there is little point in making this
4273                  a DEST_REG giv anyways.  */
4274               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4275                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4276                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4277                 {
4278                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4279                   if (! validate_change (next->insn, next->location,
4280                       next->add_val, 0))
4281                     abort ();
4282                   vp = &v->next_iv;
4283                   continue;
4284                 }
4285               next->add_val = add_val;
4286               v->dest_reg = dest_reg;
4287               v->giv_type = DEST_REG;
4288               v->location = &SET_SRC (set);
4289               v->cant_derive = 0;
4290               v->combined_with = 0;
4291               v->maybe_dead = 0;
4292               v->derive_adjustment = 0;
4293               v->same = 0;
4294               v->ignore = 0;
4295               v->new_reg = 0;
4296               v->final_value = 0;
4297               v->same_insn = 0;
4298               v->auto_inc_opt = 0;
4299               v->unrolled = 0;
4300               v->shared = 0;
4301               v->derived_from = 0;
4302               v->always_computable = 1;
4303               v->always_executed = 1;
4304               v->replaceable = 1;
4305               v->no_const_addval = 0;
4306
4307               old_regno = REGNO (old_reg);
4308               new_regno = REGNO (dest_reg);
4309               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4310               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4311               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4312               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4313               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4314
4315               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4316               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4317
4318               /* If next_insn has a REG_EQUAL note that mentiones OLD_REG,
4319                  it must be replaced.  */
4320               note = find_reg_note (next->insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
4321               if (note && reg_mentioned_p (old_reg, XEXP (note, 0)))
4322                 XEXP (note, 0) = copy_rtx (SET_SRC (single_set (next->insn)));
4323
4324               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4325                  and record it as a giv.  */
4326               *vp = next;
4327               bl->biv_count--;
4328               v->next_iv = bl->giv;
4329               bl->giv = v;
4330               bl->giv_count++;
4331               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4332               bl->total_benefit += v->benefit;
4333
4334               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4335                  the replaced increment and the next increment, and
4336                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4337               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4338                    p != next->insn;
4339                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4340                 {
4341                   rtx note;
4342
4343                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4344                     continue;
4345                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4346                     {
4347                       last_use_insn = p;
4348                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4349                         abort ();
4350                     }
4351                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4352                     {
4353                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4354                         XEXP (note, 0)
4355                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4356                     }
4357                 }
4358
4359               v->last_use = last_use_insn;
4360               v->lifetime = INSN_LUID (v->insn) - INSN_LUID (last_use_insn);
4361               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4362                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4363                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4364               if (v->lifetime == 0)
4365                 v->ignore = 1;
4366
4367               if (loop_dump_stream)
4368                 fprintf (loop_dump_stream,
4369                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4370                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4371             }
4372         }
4373     }
4374   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4375
4376   /* Search the loop for general induction variables.  */
4377
4378   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4379      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4380
4381   not_every_iteration = 0;
4382   loop_depth = 0;
4383   maybe_multiple = 0;
4384   p = scan_start;
4385   while (1)
4386     {
4387       p = NEXT_INSN (p);
4388       /* At end of a straight-in loop, we are done.
4389          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
4390       if (p == scan_start)
4391         break;
4392       if (p == end)
4393         {
4394           if (loop_top != 0)
4395             p = loop_top;
4396           else
4397             break;
4398           if (p == scan_start)
4399             break;
4400         }
4401
4402       /* Look for a general induction variable in a register.  */
4403       if (GET_CODE (p) == INSN
4404           && (set = single_set (p))
4405           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4406           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
4407         {
4408           rtx src_reg;
4409           rtx add_val;
4410           rtx mult_val;
4411           int benefit;
4412           rtx regnote = 0;
4413           rtx last_consec_insn;
4414
4415           dest_reg = SET_DEST (set);
4416           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4417             continue;
4418
4419           if (/* SET_SRC is a giv.  */
4420               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4421                                       &mult_val, 0, &benefit)
4422                /* Equivalent expression is a giv.  */
4423                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4424                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4425                                              &add_val, &mult_val, 0,
4426                                              &benefit)))
4427               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4428                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4429               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4430               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4431               && dest_reg != src_reg
4432               /* This must be the only place where the register is set.  */
4433               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
4434                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4435                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
4436                                                  src_reg, dest_reg,
4437                                                  &add_val, &mult_val,
4438                                                  &last_consec_insn))))
4439             {
4440               struct induction *v
4441                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
4442
4443               /* If this is a library call, increase benefit.  */
4444               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4445                 benefit += libcall_benefit (p);
4446
4447               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4448               if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
4449                 p = last_consec_insn;
4450
4451               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4452                           DEST_REG, not_every_iteration, maybe_multiple,
4453                           NULL_PTR, loop_start, loop_end);
4454
4455             }
4456         }
4457
4458 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4459       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4460       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4461          still does.  */
4462       if (GET_CODE (p) == INSN)
4463         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, maybe_multiple,
4464                        loop_start, loop_end);
4465 #endif
4466
4467       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4468          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4469       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4470         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4471         update_giv_derive (p);
4472
4473       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
4474          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
4475          every jump insn between here and the end of the loop either
4476          returns, exits the loop, is a forward jump, or is a jump
4477          to the loop start.  */
4478
4479       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4480         {
4481           rtx insn = p;
4482
4483           maybe_multiple = 0;
4484
4485           while (1)
4486             {
4487               insn = NEXT_INSN (insn);
4488               if (insn == scan_start)
4489                 break;
4490               if (insn == end)
4491                 {
4492                   if (loop_top != 0)
4493                     insn = loop_top;
4494                   else
4495                     break;
4496                   if (insn == scan_start)
4497                     break;
4498                 }
4499
4500               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
4501                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
4502                   && (! condjump_p (insn)
4503                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
4504                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
4505                           && (INSN_UID (JUMP_LABEL (insn)) >= max_uid_for_loop
4506                               || INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop
4507                               || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (insn))
4508                                   < INSN_LUID (insn))))))
4509                 {
4510                   maybe_multiple = 1;
4511                   break;
4512                 }
4513             }
4514         }
4515
4516       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4517          on whether they will be executed during each iteration.  */
4518       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4519          code in scan_loop.  */
4520       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4521           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4522              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4523              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4524              will be executed if the loop is executed.  */
4525           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4526                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4527                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4528         {
4529           rtx label = 0;
4530
4531           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4532              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4533              loop_number_exits_labels list.  */
4534
4535           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4536                label;
4537                label = LABEL_NEXTREF (label))
4538             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4539               break;
4540
4541           if (! label)
4542             not_every_iteration = 1;
4543         }
4544
4545       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4546         {
4547           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4548              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4549              even though the exit code has been duplicated.
4550
4551              Insns are also again known to be executed each iteration at
4552              the LOOP_CONT note.  */
4553           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
4554                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
4555               && loop_depth == 0)
4556             not_every_iteration = 0;
4557           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4558             loop_depth++;
4559           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4560             loop_depth--;
4561         }
4562
4563       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4564          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4565          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4566          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4567
4568          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4569          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4570          will be executed each iteration.  */
4571
4572       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4573           && no_labels_between_p (p, loop_end)
4574           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
4575         not_every_iteration = 0;
4576     }
4577
4578   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4579      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4580      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4581      fail if the iteration variable is a giv.  */
4582
4583   loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info);
4584
4585   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4586      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4587      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4588      so that final_giv_value will work correctly.  */
4589
4590   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4591     {
4592       struct induction *v;
4593
4594       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4595         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4596           check_final_value (v, loop_start, loop_end, loop_info->n_iterations);
4597     }
4598
4599   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4600      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4601      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4602   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info);
4603
4604   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4605      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4606      reg_iv_type for a suitable size.  */
4607   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4608   reg_map = (rtx *) alloca (reg_map_size * sizeof (rtx));
4609   bzero ((char *) reg_map, reg_map_size * sizeof (rtx));
4610
4611   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4612      variable elimination.  */
4613
4614   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4615     {
4616       struct induction *v;
4617       int benefit;
4618       int all_reduced;
4619       rtx final_value = 0;
4620       unsigned int nregs;
4621
4622       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4623          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4624          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4625          what its final value will be.
4626
4627          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4628          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4629          this biv.  */
4630
4631       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4632          We aren't concerned with any uses of the biv between
4633          init_insn and loop_start since these won't be affected
4634          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4635          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4636          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4637
4638       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4639            && bl->init_insn
4640            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4641            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4642 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4643            && ! bl->nonneg
4644 #endif
4645            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4646           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end,
4647                                               loop_info->n_iterations))
4648 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4649               && ! bl->nonneg
4650 #endif
4651               ))
4652         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4653                                               threshold, insn_count);
4654       else
4655         {
4656           if (loop_dump_stream)
4657             {
4658               fprintf (loop_dump_stream,
4659                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4660                        bl->regno);
4661               fprintf (loop_dump_stream,
4662                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4663                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4664                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4665             }
4666         }
4667
4668       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4669       combine_givs (bl);
4670
4671       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4672          biv have been strength reduced.
4673          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4674       all_reduced = 1;
4675
4676       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4677          it.  Skip giv's combined with others.  */
4678       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4679         {
4680           struct induction *tv;
4681
4682           if (v->ignore || v->same)
4683             continue;
4684
4685           benefit = v->benefit;
4686
4687           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4688              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4689              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4690              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4691              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4692              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4693              a cost.  Similar situations exist.  */
4694           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4695              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4696              be necessary.  */
4697           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4698               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4699             benefit -= copy_cost;
4700
4701           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4702              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4703           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4704
4705           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4706              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4707              This decision can be made independently for each giv.  */
4708
4709 #ifdef AUTO_INC_DEC
4710           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4711              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4712              add_cost that was done above).  */
4713           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4714               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4715             {
4716               if (HAVE_POST_INCREMENT
4717                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4718                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4719               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4720                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4721                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4722               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4723                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4724                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4725               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4726                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4727                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4728             }
4729 #endif
4730
4731           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4732              flag, and clear all_reduced.  */
4733
4734           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4735              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4736              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4737              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4738              exit.  */
4739
4740           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4741               && ! bl->reversed )
4742             {
4743               if (loop_dump_stream)
4744                 fprintf (loop_dump_stream,
4745                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4746                          INSN_UID (v->insn),
4747                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4748               v->ignore = 1;
4749               all_reduced = 0;
4750             }
4751           else
4752             {
4753               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4754                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4755
4756               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4757                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4758                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4759                   {
4760                     if (loop_dump_stream)
4761                       fprintf (loop_dump_stream,
4762                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4763                                INSN_UID (v->insn));
4764                     v->ignore = 1;
4765                     all_reduced = 0;
4766                     break;
4767                   }
4768             }
4769         }
4770
4771       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4772          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4773          dead and should not be used to derive another giv nor to
4774          eliminate a biv.  */
4775       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4776         {
4777           if (v->ignore
4778               || (v->same && v->same->ignore))
4779             continue;
4780
4781           if (v->last_use)
4782             {
4783               struct induction *v1;
4784
4785               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4786                 if (v->last_use == v1->insn)
4787                   v->maybe_dead = 1;
4788             }
4789           else if (v->giv_type == DEST_REG
4790               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4791             {
4792               struct induction *v1;
4793
4794               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4795                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4796                   v->maybe_dead = 1;
4797             }
4798         }
4799
4800       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4801          combinations to reduce register pressure.
4802          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4803          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4804          reallocation here since it allows to check if there are still
4805          more bivs to process.  */
4806       nregs = max_reg_num ();
4807       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4808         {
4809           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4810              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4811           if (bl->next)
4812             nregs += nregs / 4;
4813           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4814           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4815           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4816         }
4817       recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p);
4818
4819       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4820
4821       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4822         {
4823           struct induction *tv;
4824           if (! v->ignore && v->same == 0)
4825             {
4826               int auto_inc_opt = 0;
4827
4828               /* If the code for derived givs immediately below has already
4829                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4830               if (! v->new_reg)
4831                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4832
4833               if (v->derived_from)
4834                 {
4835                   struct induction *d = v->derived_from;
4836
4837                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4838                      to replace it in v->insn now.  */
4839                   if (! d->new_reg)
4840                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4841                   PATTERN (v->insn)
4842                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4843                   PATTERN (v->insn)
4844                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4845                   /* For each place where the biv is incremented, add an
4846                      insn to set the new, reduced reg for the giv.
4847                      We used to do this only for biv_count != 1, but
4848                      this fails when there is a giv after a single biv
4849                      increment, e.g. when the last giv was expressed as
4850                      pre-decrement.  */
4851                   for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4852                     {
4853                       /* We always emit reduced giv increments before the
4854                          biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4855                          emitting the add insns for derived givs after the
4856                          biv increment, they pick up the updated value of
4857                          the reduced giv.
4858                          If the reduced giv is processed with
4859                          auto_inc_opt == 1, then it is incremented earlier
4860                          than the biv, hence we'll still pick up the right
4861                          value.
4862                          If it's processed with auto_inc_opt == -1,
4863                          that implies that the biv increment is before the
4864                          first reduced giv's use.  The derived giv's lifetime
4865                          is after the reduced giv's lifetime, hence in this
4866                          case, the biv increment doesn't matter.  */
4867                       emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)), tv->insn);
4868                     }
4869                   continue;
4870                 }
4871
4872 #ifdef AUTO_INC_DEC
4873               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4874                  this is an address giv, then try to put the increment
4875                  immediately after its use, so that flow can create an
4876                  auto-increment addressing mode.  */
4877               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4878                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4879                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4880                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4881                   && ! bl->reversed
4882                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4883                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4884                 {
4885                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4886                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4887                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4888
4889                      We simplify this by looking for the common case where
4890                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4891                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4892                      increment occurs after the address giv, then we can
4893                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4894                      would have to go before other_giv, and we would not be
4895                      able to combine it with the address giv to get an
4896                      auto-inc address.)  */
4897                   if (v->combined_with)
4898                     {
4899                       struct induction *other_giv = 0;
4900
4901                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4902                         if (tv->same == v)
4903                           {
4904                             if (other_giv)
4905                               break;
4906                             else
4907                               other_giv = tv;
4908                           }
4909                       if (! tv && other_giv
4910                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4911                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4912                               == INSN_UID (v->insn))
4913                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4914                         auto_inc_opt = 1;
4915                     }
4916                   /* Check for case where increment is before the address
4917                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4918                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4919                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4920                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4921                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4922                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4923                                && (INSN_LUID (scan_start)
4924                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4925                     auto_inc_opt = -1;
4926                   else
4927                     auto_inc_opt = 1;
4928
4929 #ifdef HAVE_cc0
4930                   {
4931                     rtx prev;
4932
4933                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4934                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4935                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4936                         || (auto_inc_opt == -1
4937                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4938                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4939                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4940                       auto_inc_opt = 0;
4941                   }
4942 #endif
4943
4944                   if (auto_inc_opt)
4945                     v->auto_inc_opt = 1;
4946                 }
4947 #endif
4948
4949               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4950                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4951               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4952                 {
4953                   rtx insert_before;
4954
4955                   if (! auto_inc_opt)
4956                     insert_before = tv->insn;
4957                   else if (auto_inc_opt == 1)
4958                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4959                   else
4960                     insert_before = v->insn;
4961
4962                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4963                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4964                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4965                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4966                     /* A multiply is acceptable here
4967                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4968                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4969                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4970                 }
4971
4972               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4973
4974               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4975                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4976             }
4977         }
4978
4979       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4980          as not reduced.
4981
4982          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4983          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4984          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4985
4986       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4987         {
4988           if (v->same && v->same->ignore)
4989             v->ignore = 1;
4990
4991           if (v->ignore)
4992             continue;
4993
4994           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4995              replaced.  */
4996           if (v->same)
4997             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4998                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4999
5000           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
5001             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
5002                this giv.  */
5003             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
5004           else if (v->replaceable)
5005             {
5006               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
5007
5008 #if 0
5009               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
5010                  this is unnecessary now?  */
5011
5012               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
5013                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
5014
5015                  However, especially when unrolling loops, the special
5016                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
5017                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
5018                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
5019                  We can not delete the original insn, since it may be part
5020                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
5021                  libcalls will fail if it is deleted.  */
5022               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
5023                                v->insn);
5024 #endif
5025             }
5026           else
5027             {
5028               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
5029                  the reduced giv, same as above.  */
5030               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
5031                                v->insn);
5032             }
5033
5034           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
5035              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
5036              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
5037              not replaceable.  The correct final value is the same as the
5038              value that the giv starts the reversed loop with.  */
5039           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
5040             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
5041                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
5042           else if (v->final_value)
5043             {
5044               rtx insert_before;
5045
5046               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5047                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5048                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
5049                  since this is slightly more efficient.  */
5050               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5051                 insert_before = loop_start;
5052               else
5053                 insert_before = end_insert_before;
5054               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
5055                                 insert_before);
5056
5057 #if 0
5058               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
5059                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
5060                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
5061                  every insn in the libcall.  Note, however, that
5062                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
5063                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
5064                  matter that the original insn remains because it is dead
5065                  anyways.  */
5066               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
5067                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
5068               delete_insn (v->insn);
5069 #endif
5070             }
5071
5072           if (loop_dump_stream)
5073             {
5074               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
5075                        INSN_UID (v->insn));
5076               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
5077               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5078             }
5079         }
5080
5081       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
5082          merit it.  */
5083
5084       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
5085          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
5086          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
5087          combined with.
5088
5089          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
5090          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
5091          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
5092          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
5093          used from the simpler giv.  */
5094
5095       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5096         if (! v->maybe_dead && v->same)
5097           v->same->maybe_dead = 0;
5098
5099       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
5100          This won't work if ! all_reduced,
5101          since the givs we planned to use might not have been reduced.
5102
5103          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
5104          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
5105          be used as a biv replacement.
5106
5107          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
5108          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
5109          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
5110          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
5111          replace it with a compare with a constant will fail.
5112
5113          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
5114          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
5115          doing so in the rare cases where it can occur.  */
5116
5117       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
5118           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
5119                                   threshold, insn_count))
5120
5121         {
5122           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
5123              or otherwise drop straight in, based on this test, then
5124              we might want to rewrite it also.  This way some later
5125              pass has more hope of removing the initialization of this
5126              biv entirely.  */
5127
5128           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
5129              and we must emit an insn to set it just in case.
5130
5131              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
5132              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
5133              proper final value for such a biv here anyways.  */
5134           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
5135             {
5136               rtx insert_before;
5137
5138               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5139                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5140                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
5141                  loop, since this is slightly more efficient.  */
5142               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5143                 insert_before = loop_start;
5144               else
5145                 insert_before = end_insert_before;
5146
5147               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
5148                                 end_insert_before);
5149             }
5150
5151 #if 0
5152           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
5153              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
5154              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
5155           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
5156              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
5157              will only succeed when there are multiple exits if the biv
5158              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
5159              insn remains, because it is dead anyways.  */
5160           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5161             delete_insn (v->insn);
5162 #endif
5163
5164           if (loop_dump_stream)
5165             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
5166                      bl->regno);
5167         }
5168     }
5169
5170   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5171      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5172
5173   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5174     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5175         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5176       {
5177         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5178         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5179         INSN_CODE (p) = -1;
5180       }
5181
5182   if (loop_info->n_iterations > 0)
5183     {
5184       /* When we completely unroll a loop we will likely not need the increment
5185          of the loop BIV and we will not need the conditional branch at the
5186          end of the loop.  */
5187       unrolled_insn_copies = insn_count - 2;
5188
5189 #ifdef HAVE_cc0
5190       /* When we completely unroll a loop on a HAVE_cc0 machine we will not
5191          need the comparison before the conditional branch at the end of the
5192          loop.  */
5193       unrolled_insn_copies -= 1;
5194 #endif
5195
5196       /* We'll need one copy for each loop iteration.  */
5197       unrolled_insn_copies *= loop_info->n_iterations;
5198
5199       /* A little slop to account for the ability to remove initialization
5200          code, better CSE, and other secondary benefits of completely
5201          unrolling some loops.  */
5202       unrolled_insn_copies -= 1;
5203
5204       /* Clamp the value.  */
5205       if (unrolled_insn_copies < 0)
5206         unrolled_insn_copies = 0;
5207     }
5208
5209   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5210      induction variable information that strength_reduce has already
5211      collected.  Always unroll loops that would be as small or smaller
5212      unrolled than when rolled.  */
5213   if (unroll_p
5214       || (loop_info->n_iterations > 0
5215           && unrolled_insn_copies <= insn_count))
5216     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
5217                  loop_info, 1);
5218
5219 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5220   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5221   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5222       && flag_branch_on_count_reg)
5223     insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info);
5224 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5225
5226   if (loop_dump_stream)
5227     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5228   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5229   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5230 }
5231 \f
5232 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5233    compared against in an initial test).
5234
5235    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5236    the current insn and the start of the loop.
5237
5238    INSN is the insn containing X.  */
5239
5240 static int
5241 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5242      rtx x;
5243      rtx insn;
5244      int call_seen;
5245      rtx loop_start;
5246 {
5247   if (CONSTANT_P (x))
5248     return 1;
5249
5250   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5251      we know.  */
5252   if (GET_CODE (x) != REG
5253       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5254     return 0;
5255
5256   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5257      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5258   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5259       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5260           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5261     return 0;
5262
5263   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5264      loop.  */
5265   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5266     return 0;
5267
5268   return 1;
5269 }
5270 \f
5271 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5272    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5273    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5274    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
5275    more thanonce in each loop iteration.  */
5276
5277 static void
5278 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, maybe_multiple, loop_start,
5279                loop_end)
5280      rtx x;
5281      rtx insn;
5282      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5283      rtx loop_start, loop_end;
5284 {
5285   register int i, j;
5286   register enum rtx_code code;
5287   register const char *fmt;
5288
5289   if (x == 0)
5290     return;
5291
5292   code = GET_CODE (x);
5293   switch (code)
5294     {
5295     case REG:
5296     case CONST_INT:
5297     case CONST:
5298     case CONST_DOUBLE:
5299     case SYMBOL_REF:
5300     case LABEL_REF:
5301     case PC:
5302     case CC0:
5303     case ADDR_VEC:
5304     case ADDR_DIFF_VEC:
5305     case USE:
5306     case CLOBBER:
5307       return;
5308
5309     case MEM:
5310       {
5311         rtx src_reg;
5312         rtx add_val;
5313         rtx mult_val;
5314         int benefit;
5315
5316         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5317            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
5318            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5319            this one would not be seen.   */
5320
5321         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5322                                    &mult_val, 1, &benefit))
5323           {
5324             /* Found one; record it.  */
5325             struct induction *v
5326               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5327
5328             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5329                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5330                         maybe_multiple, &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
5331
5332             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5333           }
5334       }
5335       return;
5336
5337     default:
5338       break;
5339     }
5340
5341   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5342
5343   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5344   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5345     if (fmt[i] == 'e')
5346       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, maybe_multiple,
5347                      loop_start, loop_end);
5348     else if (fmt[i] == 'E')
5349       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5350         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5351                        maybe_multiple, loop_start, loop_end);
5352 }
5353 \f
5354 /* Fill in the data about one biv update.
5355    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5356    allocated by the caller, with alloca.)
5357    INSN is the insn that sets it.
5358    DEST_REG is the biv's reg.
5359
5360    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5361    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5362    being set to INC_VAL.
5363
5364    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5365    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5366    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5367    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5368    executed exactly once per iteration.  */
5369
5370 static void
5371 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5372             not_every_iteration, maybe_multiple)
5373      struct induction *v;
5374      rtx insn;
5375      rtx dest_reg;
5376      rtx inc_val;
5377      rtx mult_val;
5378      rtx *location;
5379      int not_every_iteration;
5380      int maybe_multiple;
5381 {
5382   struct iv_class *bl;
5383
5384   v->insn = insn;
5385   v->src_reg = dest_reg;
5386   v->dest_reg = dest_reg;
5387   v->mult_val = mult_val;
5388   v->add_val = inc_val;
5389   v->location = location;
5390   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5391   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5392   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5393   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5394
5395   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5396      if this is the first incrementation of the reg.  */
5397
5398   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5399   if (bl == 0)
5400     {
5401       /* Create and initialize new iv_class.  */
5402
5403       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5404
5405       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5406       bl->biv = 0;
5407       bl->giv = 0;
5408       bl->biv_count = 0;
5409       bl->giv_count = 0;
5410
5411       /* Set initial value to the reg itself.  */
5412       bl->initial_value = dest_reg;
5413       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5414       bl->init_insn = 0;
5415       bl->init_set = 0;
5416       bl->initial_test = 0;
5417       bl->incremented = 0;
5418       bl->eliminable = 0;
5419       bl->nonneg = 0;
5420       bl->reversed = 0;
5421       bl->total_benefit = 0;
5422
5423       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5424       bl->next = loop_iv_list;
5425       loop_iv_list = bl;
5426
5427       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5428       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5429     }
5430
5431   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5432   v->next_iv = bl->biv;
5433   bl->biv = v;
5434   bl->biv_count++;
5435   if (mult_val == const1_rtx)
5436     bl->incremented = 1;
5437
5438   if (loop_dump_stream)
5439     {
5440       fprintf (loop_dump_stream,
5441                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5442                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5443       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5444         {
5445           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5446           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5447           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5448         }
5449       else
5450         {
5451           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5452           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5453           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5454         }
5455     }
5456 }
5457 \f
5458 /* Fill in the data about one giv.
5459    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5460    allocated by the caller, with alloca.)
5461    INSN is the insn that sets it.
5462    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5463    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5464    into a register or is used as a memory address.
5465
5466    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5467    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5468    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5469    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5470
5471 static void
5472 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5473             type, not_every_iteration, maybe_multiple, location, loop_start,
5474             loop_end)
5475      struct induction *v;
5476      rtx insn;
5477      rtx src_reg;
5478      rtx dest_reg;
5479      rtx mult_val, add_val;
5480      int benefit;
5481      enum g_types type;
5482      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5483      rtx *location;
5484      rtx loop_start, loop_end;
5485 {
5486   struct induction *b;
5487   struct iv_class *bl;
5488   rtx set = single_set (insn);
5489
5490   v->insn = insn;
5491   v->src_reg = src_reg;
5492   v->giv_type = type;
5493   v->dest_reg = dest_reg;
5494   v->mult_val = mult_val;
5495   v->add_val = add_val;
5496   v->benefit = benefit;
5497   v->location = location;
5498   v->cant_derive = 0;
5499   v->combined_with = 0;
5500   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5501   v->maybe_dead = 0;
5502   v->derive_adjustment = 0;
5503   v->same = 0;
5504   v->ignore = 0;
5505   v->new_reg = 0;
5506   v->final_value = 0;
5507   v->same_insn = 0;
5508   v->auto_inc_opt = 0;
5509   v->unrolled = 0;
5510   v->shared = 0;
5511   v->derived_from = 0;
5512   v->last_use = 0;
5513
5514   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5515      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5516      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5517      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5518      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5519      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5520      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5521
5522   if (type == DEST_ADDR)
5523     v->always_computable = 1;
5524   else
5525     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5526
5527   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5528
5529   if (type == DEST_ADDR)
5530     {
5531       v->mode = GET_MODE (*location);
5532       v->lifetime = 1;
5533     }
5534   else /* type == DEST_REG */
5535     {
5536       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5537
5538       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5539                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5540
5541       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5542          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5543          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5544       if (v->lifetime == 0)
5545         v->ignore = 1;
5546
5547       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5548       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5549     }
5550
5551   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5552
5553   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5554   if (bl)
5555     {
5556       v->next_iv = bl->giv;
5557       bl->giv = v;
5558       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5559          insns that calculate givs.  */
5560       if (type == DEST_REG)
5561         bl->giv_count++;
5562       bl->total_benefit += benefit;
5563     }
5564   else
5565     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5566     abort ();
5567
5568   if (type == DEST_ADDR)
5569     v->replaceable = 1;
5570   else
5571     {
5572       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5573          of the following conditions are true:
5574          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5575            on which the giv is used at all
5576            (there are two ways to deduce this:
5577             either the insn is executed on every iteration,
5578             or all uses follow that insn in the same basic block),
5579          - the giv is not used outside the loop
5580          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5581
5582       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5583           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5584           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
5585           && (! not_every_iteration
5586               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5587         {
5588           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5589              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5590
5591           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5592              and last use of the giv.
5593
5594              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5595              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5596              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5597              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5598              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5599              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5600              using this biv anyways.  */
5601
5602           v->replaceable = 1;
5603           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5604             {
5605               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5606                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5607                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5608                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5609                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5610                 {
5611                   v->replaceable = 0;
5612                   v->not_replaceable = 1;
5613                   break;
5614                 }
5615             }
5616
5617           /* If there are any backwards branches that go from after the
5618              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5619           if (v->replaceable)
5620             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5621               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5622                 {
5623                   v->replaceable = 0;
5624                   v->not_replaceable = 1;
5625                   break;
5626                 }
5627         }
5628       else
5629         {
5630           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5631              decide.  */
5632           v->replaceable = 0;
5633           v->not_replaceable = 0;
5634         }
5635     }
5636
5637   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5638      combine_givs.  */
5639   {
5640     rtx tem = add_val;
5641
5642     v->no_const_addval = 1;
5643     if (tem == const0_rtx)
5644       ;
5645     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5646       v->no_const_addval = 0;
5647     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5648       {
5649         while (1)
5650           {
5651             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5652               tem = XEXP (tem, 0);
5653             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5654               tem = XEXP (tem, 1);
5655             else
5656               break;
5657           }
5658         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5659           v->no_const_addval = 0;
5660       }
5661   }
5662
5663   if (loop_dump_stream)
5664     {
5665       if (type == DEST_REG)
5666         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5667                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5668       else
5669         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5670                  INSN_UID (insn));
5671
5672       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5673                REGNO (src_reg), v->benefit);
5674       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5675                v->lifetime);
5676
5677       if (v->replaceable)
5678         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5679
5680       if (v->no_const_addval)
5681         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5682
5683       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5684         {
5685           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5686           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5687         }
5688       else
5689         {
5690           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5691           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5692         }
5693
5694       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5695         {
5696           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5697           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5698         }
5699       else
5700         {
5701           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5702           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5703         }
5704     }
5705
5706   if (loop_dump_stream)
5707     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5708
5709 }
5710
5711
5712 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5713    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5714    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5715    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5716    have been identified.  */
5717
5718 static void
5719 check_final_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
5720      struct induction *v;
5721      rtx loop_start, loop_end;
5722      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
5723 {
5724   struct iv_class *bl;
5725   rtx final_value = 0;
5726
5727   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5728
5729   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5730      replaceable above in record_giv.  */
5731
5732   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5733      of the following conditions are true:
5734      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5735        on which the giv is used at all
5736        (there are two ways to deduce this:
5737         either the insn is executed on every iteration,
5738         or all uses follow that insn in the same basic block),
5739      - its final value can be calculated (this condition is different
5740        than the one above in record_giv)
5741      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5742
5743 #if 0
5744   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5745   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5746   v->replaceable = 0;
5747 #endif
5748
5749   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations))
5750       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5751     {
5752       int biv_increment_seen = 0;
5753       rtx p = v->insn;
5754       rtx last_giv_use;
5755
5756       v->replaceable = 1;
5757
5758       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5759          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5760          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5761          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5762
5763       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5764          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5765          that sets the giv, and search around the loop until we come
5766          back to that insn again.
5767
5768          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5769          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5770          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5771          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5772          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5773          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5774          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5775
5776       last_giv_use = v->insn;
5777
5778       while (1)
5779         {
5780           p = NEXT_INSN (p);
5781           if (p == loop_end)
5782             p = NEXT_INSN (loop_start);
5783           if (p == v->insn)
5784             break;
5785
5786           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5787               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5788             {
5789               if (biv_increment_seen)
5790                 {
5791                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5792                     {
5793                       v->replaceable = 0;
5794                       v->not_replaceable = 1;
5795                       break;
5796                     }
5797                 }
5798               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5799                 biv_increment_seen = 1;
5800               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5801                 last_giv_use = p;
5802             }
5803         }
5804
5805       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5806          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5807          replaceable.  */
5808
5809       if (v->replaceable)
5810         {
5811           p = v->insn;
5812           while (1)
5813             {
5814               p = NEXT_INSN (p);
5815               if (p == loop_end)
5816                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5817               if (p == last_giv_use)
5818                 break;
5819
5820               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5821                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5822                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5823                        && loop_insn_first_p (loop_start, JUMP_LABEL (p)))
5824                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5825                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop_end))))
5826                 {
5827                   v->replaceable = 0;
5828                   v->not_replaceable = 1;
5829
5830                   if (loop_dump_stream)
5831                     fprintf (loop_dump_stream,
5832                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5833
5834                   break;
5835                 }
5836             }
5837         }
5838
5839       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5840       if (v->replaceable)
5841         v->final_value = final_value;
5842     }
5843
5844   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5845     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5846              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5847 }
5848 \f
5849 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5850
5851    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5852    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5853    another giv.
5854
5855    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5856    derive another giv once a label has been passed.
5857
5858    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5859
5860 static void
5861 update_giv_derive (p)
5862      rtx p;
5863 {
5864   struct iv_class *bl;
5865   struct induction *biv, *giv;
5866   rtx tem;
5867   int dummy;
5868
5869   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5870
5871      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5872      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5873      derive any givs after a label is passed.
5874
5875      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5876      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5877      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5878      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5879      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5880      sub-cases within this case.
5881
5882      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5883      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5884      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5885      this extra tracking doesn't seem worth it).
5886
5887      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5888      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5889      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5890      on the jump again here.
5891
5892      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5893      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5894      the giv cannot derive further givs.  */
5895
5896   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5897     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5898       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5899           || biv->insn == p)
5900         {
5901           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5902             {
5903               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5904                  checking all of these conditions again.  */
5905               if (giv->cant_derive)
5906                 continue;
5907
5908               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5909                  it cannot derive anything.  */
5910               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5911                 giv->cant_derive = 1;
5912
5913               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5914                  they are really invariants.  Also skip those that are
5915                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5916                  any biv update.  */
5917               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5918                 continue;
5919
5920               /* The only way we can allow this giv to derive another
5921                  is if this is a biv increment and we can form the product
5922                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5923                  be able to compute a compensation.  */
5924               else if (biv->insn == p)
5925                 {
5926                   tem = 0;
5927
5928                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5929                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5930                                                            biv->add_val,
5931                                                            giv->mult_val),
5932                                              &dummy);
5933
5934                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5935                     tem = simplify_giv_expr
5936                       (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
5937                        &dummy);
5938
5939                   if (tem)
5940                     giv->derive_adjustment = tem;
5941                   else
5942                     giv->cant_derive = 1;
5943                 }
5944               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5945                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5946                 giv->cant_derive = 1;
5947             }
5948         }
5949 }
5950 \f
5951 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5952    X is the source of insn P, or a part of it.
5953    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5954
5955    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5956    We accept patterns of these forms:
5957      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5958      REG = INVARIANT + REG
5959
5960    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5961    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5962    we found the additive term into *LOCATION.
5963
5964    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5965    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5966
5967    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5968    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5969    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5970    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5971    into the variable.
5972
5973    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5974    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5975    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5976    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5977
5978    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5979    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5980    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5981    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5982    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5983    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5984    not ZERO_EXTEND.
5985
5986    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5987
5988 static int
5989 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5990      register rtx x;
5991      enum machine_mode mode;
5992      rtx p;
5993      rtx dest_reg;
5994      rtx *inc_val;
5995      rtx *mult_val;
5996      rtx **location;
5997 {
5998   register enum rtx_code code;
5999   rtx *argp, arg;
6000   rtx insn, set = 0;
6001
6002   code = GET_CODE (x);
6003   *location = NULL_RTX;
6004   switch (code)
6005     {
6006     case PLUS:
6007       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
6008           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
6009               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
6010               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
6011         {
6012           argp = &XEXP (x, 1);
6013         }
6014       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
6015                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
6016                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
6017                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
6018         {
6019           argp = &XEXP (x, 0);
6020         }
6021       else
6022         return 0;
6023
6024       arg = *argp;
6025       if (invariant_p (arg) != 1)
6026         return 0;
6027
6028       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
6029       *mult_val = const1_rtx;
6030       *location = argp;
6031       return 1;
6032
6033     case SUBREG:
6034       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
6035          value.  */
6036       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
6037         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
6038                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
6039       return 0;
6040
6041     case REG:
6042       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
6043          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
6044
6045       insn = p;
6046       while (1)
6047         {
6048           do {
6049             insn = PREV_INSN (insn);
6050           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6051                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6052
6053           if (!insn)
6054             break;
6055           set = single_set (insn);
6056           if (set == 0)
6057             break;
6058
6059           if ((SET_DEST (set) == x
6060                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
6061                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
6062                        <= UNITS_PER_WORD)
6063                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
6064               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
6065                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
6066                                        ? GET_MODE (x)
6067                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
6068                                       dest_reg, insn,
6069                                       inc_val, mult_val, location))
6070             return 1;
6071         }
6072       /* ... fall through ...  */
6073
6074       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
6075          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
6076          as a biv of the outer loop,
6077          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
6078     case MEM:
6079       if (invariant_p (x) != 1)
6080         return 0;
6081     case CONST_INT:
6082     case SYMBOL_REF:
6083     case CONST:
6084       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
6085          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
6086          would be a useful iterator anyways.  */
6087       if (this_loop_info.loops_enclosed == 1
6088           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
6089           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
6090         {
6091           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
6092           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
6093           *mult_val = const0_rtx;
6094           return 1;
6095         }
6096       else
6097         return 0;
6098
6099     case SIGN_EXTEND:
6100       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6101                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
6102
6103     case ASHIFTRT:
6104       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
6105       for (insn = PREV_INSN (p);
6106            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6107             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6108            insn = PREV_INSN (insn))
6109         ;
6110
6111       if (insn)
6112         set = single_set (insn);
6113
6114       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
6115           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
6116           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
6117           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
6118           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
6119         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
6120                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6121                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
6122                                     location);
6123       return 0;
6124
6125     default:
6126       return 0;
6127     }
6128 }
6129 \f
6130 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
6131    function   of a basic induction variable,
6132    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
6133    The coefficients can be any loop invariant quantity.
6134    A giv need not be computed directly from the biv;
6135    it can be computed by way of other givs.  */
6136
6137 /* Determine whether X computes a giv.
6138    If it does, return a nonzero value
6139      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6140    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6141    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6142      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6143
6144 static int
6145 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
6146      rtx x;
6147      rtx *src_reg;
6148      rtx *add_val;
6149      rtx *mult_val;
6150      int is_addr;
6151      int *pbenefit;
6152 {
6153   rtx orig_x = x;
6154   char *storage;
6155
6156   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6157   if (invariant_p (x) == 1)
6158     return 0;
6159
6160   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6161      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6162   storage = (char *) oballoc (0);
6163   *pbenefit = 0;
6164   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
6165   if (x == 0)
6166     {
6167       obfree (storage);
6168       return 0;
6169     }
6170
6171   switch (GET_CODE (x))
6172     {
6173     case USE:
6174     case CONST_INT:
6175       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6176          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6177          with.  */
6178       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6179       *mult_val = const0_rtx;
6180       *add_val = x;
6181       break;
6182
6183     case REG:
6184       /* This is equivalent to a BIV.  */
6185       *src_reg = x;
6186       *mult_val = const1_rtx;
6187       *add_val = const0_rtx;
6188       break;
6189
6190     case PLUS:
6191       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6192          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6193       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6194         {
6195           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6196           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6197         }
6198       else
6199         {
6200           *src_reg = XEXP (x, 0);
6201           *mult_val = const1_rtx;
6202         }
6203       *add_val = XEXP (x, 1);
6204       break;
6205
6206     case MULT:
6207       /* ADD_VAL is zero.  */
6208       *src_reg = XEXP (x, 0);
6209       *mult_val = XEXP (x, 1);
6210       *add_val = const0_rtx;
6211       break;
6212
6213     default:
6214       abort ();
6215     }
6216
6217   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6218      unless they are CONST_INT).  */
6219   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6220     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6221   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6222     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6223
6224   if (is_addr)
6225     {
6226 #ifdef ADDRESS_COST
6227       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6228 #else
6229       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6230 #endif
6231     }
6232   else
6233     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6234
6235   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6236      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
6237      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
6238   return 1;
6239 }
6240 \f
6241 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6242    We will canonicalize it to be of the form
6243         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6244               (invar_2))
6245    with possible degeneracies.
6246
6247    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6248    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6249    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6250    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6251
6252    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6253    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6254    returns 0.
6255
6256    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6257    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
6258
6259    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6260
6261 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6262 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
6263
6264 static rtx
6265 simplify_giv_expr (x, benefit)
6266      rtx x;
6267      int *benefit;
6268 {
6269   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6270   rtx arg0, arg1;
6271   rtx tem;
6272
6273   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6274      mode, this can't be a giv.  */
6275   if (mode != VOIDmode
6276       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6277           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6278     return NULL_RTX;
6279
6280   switch (GET_CODE (x))
6281     {
6282     case PLUS:
6283       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6284       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6285       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6286         return NULL_RTX;
6287
6288       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6289       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6290            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6291           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6292                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6293                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6294         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6295
6296       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6297       if (arg1 == const0_rtx)
6298         return arg0;
6299       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6300         switch (GET_CODE (arg0))
6301           {
6302           case CONST_INT:
6303           case USE:
6304             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6305                addition operation inside a USE and return it.  */
6306             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6307               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6308             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6309               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6310
6311             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6312               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6313             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6314               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6315             else
6316               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6317
6318             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6319               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6320             return tem;
6321
6322           case REG:
6323           case MULT:
6324             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6325             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6326
6327           case PLUS:
6328             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6329             return
6330               simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6331                                                XEXP (arg0, 0),
6332                                                gen_rtx_PLUS (mode,
6333                                                              XEXP (arg0, 1),
6334                                                              arg1)),
6335                                  benefit);
6336
6337           default:
6338             abort ();
6339           }
6340
6341       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6342          MULT to reduce cases.  */
6343       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6344         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6345       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6346         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6347
6348       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6349          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6350          Recurse to associate the second PLUS.  */
6351       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6352         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6353
6354       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6355           return
6356             simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6357                                              gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6358                                                            XEXP (arg1, 0)),
6359                                              XEXP (arg1, 1)),
6360                                benefit);
6361
6362       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6363       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6364         return NULL_RTX;
6365
6366       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6367         return NULL_RTX;
6368
6369       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6370                                               XEXP (arg0, 0),
6371                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6372                                                             XEXP (arg0, 1),
6373                                                             XEXP (arg1, 1))),
6374                                 benefit);
6375
6376     case MINUS:
6377       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6378       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6379                                               XEXP (x, 0),
6380                                               gen_rtx_MULT (mode,
6381                                                             XEXP (x, 1),
6382                                                             constm1_rtx)),
6383                                 benefit);
6384
6385     case MULT:
6386       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6387       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6388       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6389         return NULL_RTX;
6390
6391       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6392       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6393           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6394         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6395
6396       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6397       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6398         return NULL_RTX;
6399
6400       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6401       if (arg1 == const0_rtx)
6402         return const0_rtx;
6403
6404       else if (arg1 == const1_rtx)
6405         return arg0;
6406
6407       switch (GET_CODE (arg0))
6408         {
6409         case REG:
6410           /* biv * invar.  Done.  */
6411           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6412
6413         case CONST_INT:
6414           /* Product of two constants.  */
6415           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6416
6417         case USE:
6418           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will
6419              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6420           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6421             return NULL_RTX;
6422
6423           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6424           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6425             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6426           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6427                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6428                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6429             {
6430               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6431                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6432                                            * INTVAL (arg1)));
6433             }
6434           else
6435             return NULL_RTX;
6436           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6437
6438         case MULT:
6439           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6440           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6441                                                   XEXP (arg0, 0),
6442                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6443                                                                 XEXP (arg0, 1),
6444                                                                 arg1)),
6445                                     benefit);
6446
6447         case PLUS:
6448           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6449           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6450                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6451                                                                 XEXP (arg0, 0),
6452                                                                 arg1),
6453                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6454                                                                 XEXP (arg0, 1),
6455                                                                 arg1)),
6456                                     benefit);
6457
6458         default:
6459           abort ();
6460         }
6461
6462     case ASHIFT:
6463       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6464       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6465         return 0;
6466
6467       return
6468         simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6469                                          XEXP (x, 0),
6470                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6471                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6472                            benefit);
6473
6474     case NEG:
6475       /* "-a" is "a * (-1)" */
6476       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6477                                 benefit);
6478
6479     case NOT:
6480       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6481       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
6482                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6483                                                const1_rtx),
6484                                 benefit);
6485
6486     case USE:
6487       /* Already in proper form for invariant.  */
6488       return x;
6489
6490     case REG:
6491       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6492       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6493         return 0;
6494
6495       /* Check for biv or giv.  */
6496       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6497         {
6498         case BASIC_INDUCT:
6499           return x;
6500         case GENERAL_INDUCT:
6501           {
6502             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6503
6504             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6505                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6506             *benefit += v->benefit;
6507             if (v->cant_derive)
6508               return 0;
6509
6510             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
6511                                                     v->src_reg, v->mult_val),
6512                                 v->add_val);
6513
6514             if (v->derive_adjustment)
6515               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6516             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
6517           }
6518
6519         default:
6520           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6521              may be able to simplify things further by looking through
6522              the bits we just moved outside the loop.  */
6523           if (invariant_p (x) == 1)
6524             {
6525               struct movable *m;
6526
6527               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6528                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6529                   {
6530                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6531
6532                     /* If we match another movable, we must use that, as
6533                        this one is going away.  */
6534                     if (m->match)
6535                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
6536
6537                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6538                        instructions that were moved together.  We handle this
6539                        case only to the point of seeking to the last insn and
6540                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6541                     if (m->consec != 0)
6542                       {
6543                         int i = m->consec;
6544                         tem = m->insn;
6545                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6546
6547                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6548                         if (tem)
6549                           tem = XEXP (tem, 0);
6550                       }
6551                     else
6552                       {
6553                         tem = single_set (m->insn);
6554                         if (tem)
6555                           tem = SET_SRC (tem);
6556                       }
6557
6558                     if (tem)
6559                       {
6560                         /* What we are most interested in is pointer
6561                            arithmetic on invariants -- only take
6562                            patterns we may be able to do something with.  */
6563                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6564                             || GET_CODE (tem) == MULT
6565                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6566                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6567                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6568                           {
6569                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
6570                             if (tem)
6571                               return tem;
6572                           }
6573                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6574                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6575                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6576                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6577                           {
6578                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
6579                             if (tem)
6580                               return tem;
6581                           }
6582                       }
6583                     break;
6584                   }
6585             }
6586           break;
6587         }
6588
6589       /* Fall through to general case.  */
6590     default:
6591       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6592          Otherwise, not giv.  */
6593       if (GET_CODE (x) == USE)
6594         x = XEXP (x, 0);
6595
6596       if (invariant_p (x) == 1)
6597         {
6598           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6599             return x;
6600           if (GET_CODE (x) == CONST
6601               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6602               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6603               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6604             x = XEXP (x, 0);
6605           return gen_rtx_USE (mode, x);
6606         }
6607       else
6608         return 0;
6609     }
6610 }
6611
6612 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6613    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6614
6615 static rtx
6616 sge_plus_constant (x, c)
6617      rtx x, c;
6618 {
6619   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6620     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6621   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6622     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6623   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6624     {
6625       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6626                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6627     }
6628   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6629            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6630     {
6631       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6632                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6633     }
6634   else
6635     {
6636       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6637                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6638     }
6639 }
6640
6641 static rtx
6642 sge_plus (mode, x, y)
6643      enum machine_mode mode;
6644      rtx x, y;
6645 {
6646   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6647     {
6648       rtx a = XEXP (y, 0);
6649       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6650         x = sge_plus_constant (x, a);
6651       else
6652         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6653       y = XEXP (y, 1);
6654     }
6655   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6656     x = sge_plus_constant (x, y);
6657   else
6658     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6659   return x;
6660 }
6661 \f
6662 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6663    for example,
6664       giv = biv * M
6665       giv = giv + A
6666    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6667    we check that all other insns that set the same register follow
6668    immediately after P, that they alter nothing else,
6669    and that the result of the last is still a giv.
6670
6671    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6672    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6673    all the consecutive insns that compute the value.
6674
6675    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6676    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6677
6678    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6679    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6680
6681 static int
6682 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6683                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6684      int first_benefit;
6685      rtx p;
6686      rtx src_reg;
6687      rtx dest_reg;
6688      rtx *add_val;
6689      rtx *mult_val;
6690      rtx *last_consec_insn;
6691 {
6692   int count;
6693   enum rtx_code code;
6694   int benefit;
6695   rtx temp;
6696   rtx set;
6697
6698   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6699      each insn of the multi-insn sequence.
6700
6701      This induction structure will be used only by the call to
6702      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6703      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6704      a new induction structure.  */
6705   struct induction *v
6706     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6707   v->src_reg = src_reg;
6708   v->mult_val = *mult_val;
6709   v->add_val = *add_val;
6710   v->benefit = first_benefit;
6711   v->cant_derive = 0;
6712   v->derive_adjustment = 0;
6713
6714   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6715   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6716
6717   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6718
6719   while (count > 0)
6720     {
6721       p = NEXT_INSN (p);
6722       code = GET_CODE (p);
6723
6724       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6725       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6726         p = XEXP (temp, 0);
6727
6728       if (code == INSN
6729           && (set = single_set (p))
6730           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6731           && SET_DEST (set) == dest_reg
6732           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6733                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6734               /* Giv created by equivalent expression.  */
6735               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6736                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6737                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6738           && src_reg == v->src_reg)
6739         {
6740           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6741             benefit += libcall_benefit (p);
6742
6743           count--;
6744           v->mult_val = *mult_val;
6745           v->add_val = *add_val;
6746           v->benefit = benefit;
6747         }
6748       else if (code != NOTE)
6749         {
6750           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6751              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6752              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6753           if (code == INSN
6754               && (set = single_set (p))
6755               && SET_DEST (set) != dest_reg
6756               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6757             continue;
6758
6759           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6760           return 0;
6761         }
6762     }
6763
6764   *last_consec_insn = p;
6765   return v->benefit;
6766 }
6767 \f
6768 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6769    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6770    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6771
6772    To perform the computation, we note that
6773         G1 = x * v + a          and
6774         G2 = y * v + b
6775    where `v' is the biv.
6776
6777    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6778
6779    Note that MULT = y/x.
6780
6781    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6782    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6783    subtracting variables.  */
6784
6785 static rtx
6786 express_from_1 (a, b, mult)
6787      rtx a, b, mult;
6788 {
6789   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6790
6791   if (mult == const0_rtx)
6792     return b;
6793
6794   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6795      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6796      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6797      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6798
6799   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6800     return NULL_RTX;
6801
6802   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6803      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6804      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6805      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6806      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6807
6808   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6809     {
6810       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6811
6812       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6813       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6814         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6815
6816       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6817       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6818         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6819
6820       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6821         /* We matched: remove one reg completely.  */
6822         a = oa, b = ob;
6823       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6824         /* An alternate match.  */
6825         a = oa, b = rb;
6826       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6827         /* An alternate match.  */
6828         a = ra, b = ob;
6829       else
6830         {
6831           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6832              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6833           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6834           if (ob == NULL_RTX)
6835             return NULL_RTX;
6836           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6837         }
6838     }
6839
6840   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6841      get rid of everything but a constant.  */
6842
6843   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6844     {
6845       rtx ra, oa;
6846
6847       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6848       if (rtx_equal_p (oa, b))
6849         oa = ra;
6850       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6851         return NULL_RTX;
6852
6853       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6854         return NULL_RTX;
6855
6856       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6857     }
6858   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6859     {
6860       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6861     }
6862   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6863     {
6864       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6865         return XEXP (b, 1);
6866       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6867         return XEXP (b, 0);
6868       else
6869         return NULL_RTX;
6870     }
6871   else if (rtx_equal_p (a, b))
6872     return const0_rtx;
6873
6874   return NULL_RTX;
6875 }
6876
6877 rtx
6878 express_from (g1, g2)
6879      struct induction *g1, *g2;
6880 {
6881   rtx mult, add;
6882
6883   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6884      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6885      for notation) is also an integer.  */
6886   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6887       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6888     {
6889       if (g1->mult_val == const0_rtx
6890           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6891         return NULL_RTX;
6892       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6893     }
6894   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6895     mult = const1_rtx;
6896   else
6897     {
6898       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6899       return NULL_RTX;
6900     }
6901
6902   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6903   if (add == NULL_RTX)
6904     {
6905       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
6906          scale G1's addend and try again.  */
6907       if (INTVAL (mult) > 1)
6908         {
6909           rtx g1_add_val = g1->add_val;
6910           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
6911               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
6912             {
6913               HOST_WIDE_INT m;
6914               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
6915               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
6916                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
6917             }
6918           else
6919             {
6920               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
6921                                          mult);
6922             }
6923
6924           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
6925         }
6926     }
6927   if (add == NULL_RTX)
6928     return NULL_RTX;
6929
6930   /* Form simplified final result.  */
6931   if (mult == const0_rtx)
6932     return add;
6933   else if (mult == const1_rtx)
6934     mult = g1->dest_reg;
6935   else
6936     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6937
6938   if (add == const0_rtx)
6939     return mult;
6940   else
6941     {
6942       if (GET_CODE (add) == PLUS
6943           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6944         {
6945           rtx tem = XEXP (add, 1);
6946           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6947           add = tem;
6948         }
6949
6950       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6951     }
6952
6953 }
6954 \f
6955 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6956    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6957    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6958    used to represent G1.  */
6959
6960 static rtx
6961 combine_givs_p (g1, g2)
6962      struct induction *g1, *g2;
6963 {
6964   rtx tem = express_from (g1, g2);
6965
6966   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6967      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6968      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6969   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6970      combination to be the other way round.  */
6971   if (tem == g1->dest_reg
6972       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6973     {
6974       return g1->dest_reg;
6975     }
6976
6977   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6978      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6979      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6980   if (tem != NULL_RTX
6981       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6982       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6983       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6984          will always be a register, and so anything more complicated
6985          gets discarded.  */
6986 #if 0
6987 #ifdef ADDRESS_COST
6988       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6989 #else
6990       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6991 #endif
6992 #endif
6993       )
6994     {
6995       return tem;
6996     }
6997
6998   return NULL_RTX;
6999 }
7000 \f
7001 struct combine_givs_stats
7002 {
7003   int giv_number;
7004   int total_benefit;
7005 };
7006
7007 static int
7008 cmp_combine_givs_stats (x, y)
7009      struct combine_givs_stats *x, *y;
7010 {
7011   int d;
7012   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
7013   /* Stabilize the sort.  */
7014   if (!d)
7015     d = x->giv_number - y->giv_number;
7016   return d;
7017 }
7018
7019 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
7020    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
7021    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
7022    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
7023
7024 static void
7025 combine_givs (bl)
7026      struct iv_class *bl;
7027 {
7028   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
7029   const int extra_benefit = 3;
7030
7031   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
7032   int i, j, k, giv_count;
7033   struct combine_givs_stats *stats;
7034   rtx *can_combine;
7035
7036   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
7037   giv_count = 0;
7038   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7039     if (!g1->ignore)
7040       giv_count++;
7041
7042   giv_array
7043     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7044   i = 0;
7045   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7046     if (!g1->ignore)
7047       giv_array[i++] = g1;
7048
7049   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
7050   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
7051
7052   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
7053   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
7054
7055   for (i = 0; i < giv_count; i++)
7056     {
7057       int this_benefit;
7058       rtx single_use;
7059
7060       g1 = giv_array[i];
7061       stats[i].giv_number = i;
7062
7063       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
7064          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
7065          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
7066          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
7067          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
7068          be seen elsewhere as well.  */
7069       if (g1->giv_type == DEST_REG
7070           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
7071           && single_use != const0_rtx)
7072         continue;
7073
7074       this_benefit = g1->benefit;
7075       /* Add an additional weight for zero addends.  */
7076       if (g1->no_const_addval)
7077         this_benefit += 1;
7078
7079       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7080         {
7081           rtx this_combine;
7082
7083           g2 = giv_array[j];
7084           if (g1 != g2
7085               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
7086             {
7087               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
7088               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
7089             }
7090         }
7091       stats[i].total_benefit = this_benefit;
7092     }
7093
7094   /* Iterate, combining until we can't.  */
7095 restart:
7096   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
7097
7098   if (loop_dump_stream)
7099     {
7100       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
7101       for (k = 0; k < giv_count; k++)
7102         {
7103           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
7104           if (!g1->combined_with && !g1->same)
7105             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
7106                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
7107                      stats[k].total_benefit);
7108         }
7109       putc ('\n', loop_dump_stream);
7110     }
7111
7112   for (k = 0; k < giv_count; k++)
7113     {
7114       int g1_add_benefit = 0;
7115
7116       i = stats[k].giv_number;
7117       g1 = giv_array[i];
7118
7119       /* If it has already been combined, skip.  */
7120       if (g1->combined_with || g1->same)
7121         continue;
7122
7123       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7124         {
7125           g2 = giv_array[j];
7126           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
7127               /* If it has already been combined, skip.  */
7128               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
7129             {
7130               int l;
7131
7132               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
7133               g2->same = g1;
7134               g1->combined_with++;
7135               g1->lifetime += g2->lifetime;
7136
7137               g1_add_benefit += g2->benefit;
7138
7139               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
7140                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
7141                  longer be necessary.  */
7142               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
7143                 g1_add_benefit -= copy_cost;
7144
7145               /* To help optimize the next set of combinations, remove
7146                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
7147               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
7148                 {
7149                   int m = stats[l].giv_number;
7150                   if (can_combine[m*giv_count + j])
7151                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
7152                 }
7153
7154               if (loop_dump_stream)
7155                 fprintf (loop_dump_stream,
7156                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
7157                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
7158             }
7159         }
7160
7161       /* To help optimize the next set of combinations, remove
7162          this giv from the benefits of other potential mates.  */
7163       if (g1->combined_with)
7164         {
7165           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
7166             {
7167               int m = stats[j].giv_number;
7168               if (can_combine[m*giv_count + i])
7169                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7170             }
7171
7172           g1->benefit += g1_add_benefit;
7173
7174           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7175              Restart the combination so that proper weights for the
7176              rest of the givs are properly taken into account.  */
7177           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7178              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7179              can_combine is tricky.  */
7180           goto restart;
7181         }
7182     }
7183 }
7184 \f
7185 struct recombine_givs_stats
7186 {
7187   int giv_number;
7188   int start_luid, end_luid;
7189 };
7190
7191 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7192    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7193    used in reverse.  */
7194 static int
7195 cmp_recombine_givs_stats (x, y)
7196      struct recombine_givs_stats *x, *y;
7197 {
7198   int d;
7199   d = y->start_luid - x->start_luid;
7200   /* Stabilize the sort.  */
7201   if (!d)
7202     d = y->giv_number - x->giv_number;
7203   return d;
7204 }
7205
7206 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7207    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7208    yet to unlock the search for the end of its life.
7209    Only consider givs that belong to BIV.
7210    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7211 static int
7212 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7213      rtx x, insn, biv;
7214      struct recombine_givs_stats *stats;
7215 {
7216   enum rtx_code code;
7217   const char *fmt;
7218   int i, j;
7219   int retval;
7220
7221   code = GET_CODE (x);
7222   switch (code)
7223     {
7224     case SET:
7225       {
7226         rtx reg = SET_DEST (x);
7227         if (GET_CODE (reg) == REG)
7228           {
7229             int regno = REGNO (reg);
7230             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7231
7232             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7233                 && ! v->ignore
7234                 && v->src_reg == biv
7235                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7236               {
7237                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7238                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7239                    We must not predicate this code on a start_luid match
7240                    since that would make the test fail for givs that have
7241                    been hoisted out of inner loops.  */
7242                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7243                   {
7244                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7245                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7246                   }
7247                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7248                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7249               }
7250             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7251           }
7252         break;
7253       }
7254     case REG:
7255       {
7256         int regno = REGNO (x);
7257         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7258
7259         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7260             && ! v->ignore
7261             && v->src_reg == biv
7262             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7263           {
7264             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7265               insn = NEXT_INSN (insn);
7266             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7267             return 1;
7268           }
7269         return 0;
7270       }
7271     case LABEL_REF:
7272     case CONST_DOUBLE:
7273     case CONST_INT:
7274     case CONST:
7275       return 0;
7276     default:
7277       break;
7278     }
7279   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7280   retval = 0;
7281   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7282     {
7283       if (fmt[i] == 'e')
7284         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7285
7286       else if (fmt[i] == 'E')
7287         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7288           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7289     }
7290   return retval;
7291 }
7292
7293 /* For each giv that has been combined with another, look if
7294    we can combine it with the most recently used one instead.
7295    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7296    try to derive givs from other givs.  */
7297 static void
7298 recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p)
7299      struct iv_class *bl;
7300      rtx loop_start, loop_end;
7301      int unroll_p;
7302 {
7303   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7304   struct recombine_givs_stats *stats;
7305   int giv_count;
7306   int i, rescan;
7307   int ends_need_computing;
7308
7309   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7310     {
7311       if (! v->ignore)
7312         giv_count++;
7313     }
7314   giv_array
7315     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7316   stats = (struct recombine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof *stats);
7317
7318   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7319      the corresponding index into stats.  */
7320   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7321     {
7322       rtx p;
7323
7324       if (v->ignore)
7325         continue;
7326       giv_array[i] = v;
7327       stats[i].giv_number = i;
7328       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7329          the previous insn.  */
7330       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7331         p = PREV_INSN (p);
7332       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7333       i++;
7334     }
7335
7336   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7337
7338   /* Set up the ix field for each giv in stats to name
7339      the corresponding index into stats, and
7340      do the actual most-recently-used recombination.  */
7341   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7342     {
7343       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7344       v->ix = i;
7345       if (v->same)
7346         {
7347           struct induction *old_same = v->same;
7348           rtx new_combine;
7349
7350           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7351              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7352              that could otherwise be eliminated.  */
7353           if (last_giv
7354               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7355                   || ! last_giv->maybe_dead
7356                   || last_giv->combined_with)
7357               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7358             {
7359               old_same->combined_with--;
7360               v->new_reg = new_combine;
7361               v->same = last_giv;
7362               last_giv->combined_with++;
7363               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7364                  already decided what to reduce.  */
7365
7366               if (loop_dump_stream)
7367                 {
7368                   fprintf (loop_dump_stream,
7369                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7370                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7371                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7372                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7373                 }
7374               continue;
7375             }
7376           v = v->same;
7377         }
7378       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7379         continue;
7380       if (! last_giv
7381           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7382           || ! v->maybe_dead
7383           || v->combined_with)
7384         last_giv = v;
7385     }
7386
7387   ends_need_computing = 0;
7388   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7389      lifetime ends from regscan info.  */
7390   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7391     {
7392       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7393       if (v->ignore)
7394         continue;
7395       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7396         {
7397           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7398              givs.  */
7399           rtx p;
7400           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7401             p = PREV_INSN (p);
7402           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7403           if (p != v->insn)
7404             stats[i].end_luid++;
7405         }
7406       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7407         {
7408           if (v->last_use)
7409             {
7410               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7411               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7412             }
7413           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7414             {
7415               rtx p;
7416               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7417                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7418                  when we see the first set.  But we do know that there will
7419                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7420                  we'll start looking for the last use right away.  */
7421               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7422                 p = PREV_INSN (p);
7423               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7424               stats[i].end_luid = 0;
7425               ends_need_computing++;
7426             }
7427           else
7428             {
7429               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7430               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7431               rtx p = v->insn;
7432
7433               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7434                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7435                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7436                  last use properly.  */
7437               while (count)
7438                 {
7439                   p = prev_nonnote_insn (p);
7440                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7441                   count--;
7442                 }
7443
7444               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7445               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7446                 {
7447                   stats[i].end_luid = -1;
7448                   ends_need_computing++;
7449                 }
7450               else
7451                 {
7452                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7453                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop_end))
7454                     {
7455                       stats[i].end_luid = -1;
7456                       ends_need_computing++;
7457                     }
7458                 }
7459             }
7460         }
7461     }
7462
7463   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7464      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7465   if (ends_need_computing)
7466     {
7467       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7468       rtx p = loop_end;
7469
7470       do
7471         {
7472           if (p == loop_start)
7473             p = loop_end;
7474           p = PREV_INSN (p);
7475           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7476             continue;
7477           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7478         }
7479       while (ends_need_computing);
7480     }
7481
7482   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7483      more combinations.  */
7484   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7485     {
7486       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7487       if (v->ignore)
7488         continue;
7489       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7490         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7491     }
7492
7493   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7494   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7495     {
7496       unsigned luid;
7497       int j;
7498
7499       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7500       if (v->ignore)
7501         continue;
7502       if (v->same && ! v->same->ignore)
7503         {
7504           j = v->same->ix;
7505           luid = stats[i].start_luid;
7506           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7507           if (luid - stats[j].start_luid
7508               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7509             stats[j].end_luid = luid;
7510         }
7511     }
7512
7513   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7514
7515   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7516      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7517      pressure.
7518      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7519      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7520      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7521      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7522      index for this giv (unless rescan is already set).
7523      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7524      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7525      LAST_GIV.  */
7526   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7527     {
7528       int life_start, life_end;
7529
7530       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7531         {
7532           rtx sum;
7533
7534           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7535           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7536             continue;
7537           if (! last_giv)
7538             {
7539               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7540                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7541               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7542                 {
7543                   last_giv = v;
7544                   life_start = stats[i].start_luid;
7545                   life_end = stats[i].end_luid;
7546                 }
7547               continue;
7548             }
7549           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7550           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7551                >= (unsigned) life_end - life_start)
7552               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7553                   > (unsigned) life_end - life_start)
7554               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7555                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7556                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7557                   pressure.
7558                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7559               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop_start)
7560                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop_start))
7561               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7562               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7563               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7564               /* We would really like to know if for any giv that v
7565                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7566                  dominates that combined giv.  However, we
7567                  don't have this detailed control flow information.
7568                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7569                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7570                  validity of last_giv.
7571                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7572                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7573                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7574                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7575               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7576               && (sum = express_from (last_giv, v))
7577               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7578                  doesn't take different costs of registers and constants into
7579                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7580               && (rtx_cost (sum, SET)
7581                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7582               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7583                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7584               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7585                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7586                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7587                   || ! unroll_p)
7588               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7589                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7590             {
7591               v->derived_from = last_giv;
7592               life_end = stats[i].end_luid;
7593
7594               if (loop_dump_stream)
7595                 {
7596                   fprintf (loop_dump_stream,
7597                            "giv at %d derived from %d as ",
7598                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7599                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7600                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7601                 }
7602             }
7603           else if (rescan < 0)
7604             rescan = i;
7605         }
7606     }
7607 }
7608 \f
7609 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7610
7611 void
7612 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7613      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7614      rtx m;          /* multiplicative constant */
7615      rtx a;          /* additive constant */
7616      rtx reg;        /* destination register */
7617      rtx insert_before;
7618 {
7619   rtx seq;
7620   rtx result;
7621
7622   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7623   a = copy_rtx (a);
7624   b = copy_rtx (b);
7625
7626   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7627   update_reg_last_use (a, insert_before);
7628   update_reg_last_use (b, insert_before);
7629   update_reg_last_use (m, insert_before);
7630
7631   start_sequence ();
7632   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7633   if (reg != result)
7634     emit_move_insn (reg, result);
7635   seq = gen_sequence ();
7636   end_sequence ();
7637
7638   emit_insn_before (seq, insert_before);
7639
7640   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new
7641      registers.  Iterate over the sequence we just created and
7642      record them all.  */
7643
7644   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7645     {
7646       int i;
7647       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7648         {
7649           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7650           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7651             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7652         }
7653     }
7654   else if (GET_CODE (seq) == SET
7655            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7656     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7657 }
7658 \f
7659 /* Test whether A * B can be computed without
7660    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7661
7662 static int
7663 product_cheap_p (a, b)
7664      rtx a;
7665      rtx b;
7666 {
7667   int i;
7668   rtx tmp;
7669   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7670   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7671   int win = 1;
7672
7673   /* If only one is constant, make it B.  */
7674   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7675     tmp = a, a = b, b = tmp;
7676
7677   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7678   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7679     return 1;
7680
7681   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7682   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7683     return 0;
7684
7685   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7686      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7687      of insns is generated.  */
7688
7689   rtl_obstack = &temp_obstack;
7690   start_sequence ();
7691   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7692   tmp = gen_sequence ();
7693   end_sequence ();
7694
7695   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7696     {
7697       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7698         win = 1;
7699       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7700         win = 0;
7701       else
7702         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7703           {
7704             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7705
7706             if (GET_CODE (insn) != INSN
7707                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7708                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7709                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7710                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7711                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7712               {
7713                 win = 0;
7714                 break;
7715               }
7716           }
7717     }
7718   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7719            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7720     win = 0;
7721   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7722            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7723            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7724     win = 0;
7725
7726   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7727      allocation to its normal obstack.  */
7728   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7729   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7730
7731   return win;
7732 }
7733 \f
7734 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7735    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7736    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7737    to see if the optimization can be performed.
7738    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7739
7740 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7741    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7742    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7743    faster than one that increments from zero.  */
7744
7745 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7746    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7747    final_[bg]iv_value.  */
7748
7749 static int
7750 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info)
7751      rtx loop_end;
7752      int insn_count;
7753      rtx loop_start;
7754      struct loop_info *loop_info;
7755 {
7756   struct iv_class *bl;
7757   rtx reg;
7758   rtx jump_label;
7759   rtx final_value;
7760   rtx start_value;
7761   rtx new_add_val;
7762   rtx comparison;
7763   rtx before_comparison;
7764   rtx p;
7765   rtx jump;
7766   rtx first_compare;
7767   int compare_and_branch;
7768
7769   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7770      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7771
7772   jump = PREV_INSN (loop_end);
7773   comparison = get_condition_for_loop (jump);
7774   if (comparison == 0)
7775     return 0;
7776
7777   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7778      two instructions.  */
7779   get_condition (jump, &first_compare);
7780   if (first_compare == jump)
7781     compare_and_branch = 1;
7782   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7783     compare_and_branch = 2;
7784   else
7785     return 0;
7786
7787   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7788      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7789      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7790      used between its update and the test insn.  */
7791
7792   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7793     {
7794       if (bl->biv_count == 1
7795           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7796           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7797                                    first_compare))
7798         break;
7799     }
7800
7801   if (! bl)
7802     return 0;
7803
7804   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7805      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7806      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7807      m68k DBRA instruction to be used.  */
7808
7809   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7810         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7811         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7812        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7813       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7814       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7815     {
7816       /* Initial value must be greater than 0,
7817          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7818          the last iteration */
7819
7820       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7821           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7822           && (INTVAL (bl->initial_value)
7823               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7824         {
7825           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7826           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7827             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7828                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7829           bl->nonneg = 1;
7830
7831           return 1;
7832         }
7833
7834       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7835          the loop, then we can safely optimize.  */
7836       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7837         {
7838           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7839             break;
7840           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7841             continue;
7842
7843           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
7844           if (before_comparison
7845               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7846               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7847               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7848               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7849               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7850             {
7851               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7852                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7853                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7854               bl->nonneg = 1;
7855
7856               return 1;
7857             }
7858         }
7859     }
7860   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7861            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7862     {
7863       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7864       /* Can do this if:
7865          all registers modified are induction variables or invariant,
7866          all memory references have non-overlapping addresses
7867          (obviously true if only one write)
7868          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7869       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7870          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7871          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7872          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7873          one biv.  */
7874       int num_nonfixed_reads = 0;
7875       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7876       int no_use_except_counting = 0;
7877       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7878          which is reversible.  */
7879       int reversible_mem_store = 1;
7880
7881       if (bl->giv_count == 0
7882           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
7883         {
7884           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7885
7886           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7887              fall through at the end of the loop, then
7888              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7889           no_use_except_counting = 1;
7890           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7891             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7892               {
7893                 rtx set = single_set (p);
7894
7895                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7896                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7897                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7898                   ;
7899                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7900                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7901                   /* Don't bother about the end test.  */
7902                   ;
7903                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7904                   {
7905                     no_use_except_counting = 0;
7906                     break;
7907                   }
7908               }
7909         }
7910
7911       if (no_use_except_counting)
7912         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7913       else if (num_mem_sets <= 1)
7914         {
7915           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7916             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7917               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
7918
7919           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7920              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7921              might then have the wrong value at loop exit.
7922              This would work if the source was invariant also, however, in that
7923              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7924
7925           if (num_mem_sets == 1)
7926             {
7927               struct induction *v;
7928
7929               reversible_mem_store
7930                 = (! unknown_address_altered
7931                    && ! invariant_p (XEXP (XEXP (loop_store_mems, 0), 0)));
7932
7933               /* If the store depends on a register that is set after the
7934                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7935                  reversible.  */
7936               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7937                 {
7938                   if (v->giv_type == DEST_REG
7939                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7940                                           XEXP (loop_store_mems, 0))
7941                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7942                     reversible_mem_store = 0;
7943                 }
7944             }
7945         }
7946       else
7947         return 0;
7948
7949       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7950          the memory address check by only reversing loops with
7951          zero or one memory access.
7952          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7953          and that can't be reversed.
7954          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7955          about all these things.  */
7956
7957       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7958            && ! loop_info->has_call
7959            && ! loop_info->has_volatile
7960            && reversible_mem_store
7961            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7962               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7963            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7964           || no_use_except_counting)
7965         {
7966           rtx tem;
7967
7968           /* Loop can be reversed.  */
7969           if (loop_dump_stream)
7970             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7971
7972           /* Now check other conditions:
7973
7974              The increment must be a constant, as must the initial value,
7975              and the comparison code must be LT.
7976
7977              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7978              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7979              confusing.  */
7980
7981           if (comparison
7982               /* for constants, LE gets turned into LT */
7983               && (GET_CODE (comparison) == LT
7984                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7985                       && no_use_except_counting)))
7986             {
7987               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
7988               rtx initial_value, comparison_value;
7989               int nonneg = 0;
7990               enum rtx_code cmp_code;
7991               int comparison_const_width;
7992               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
7993
7994               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
7995               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7996               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
7997                 comparison_const_width
7998                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
7999               else
8000                 comparison_const_width
8001                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
8002               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8003                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
8004               comparison_sign_mask
8005                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
8006
8007               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
8008                  can not reverse this loop.
8009
8010                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
8011                  a whole compute an invariant result, then we could move
8012                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
8013               if (!invariant_p (comparison_value))
8014                 return 0;
8015
8016               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8017                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
8018               initial_value = bl->initial_value;
8019
8020               /* Normalize the initial value if it is an integer and
8021                  has no other use except as a counter.  This will allow
8022                  a few more loops to be reversed.  */
8023               if (no_use_except_counting
8024                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8025                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8026                 {
8027                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
8028                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
8029                      of add_val in order to do the loop reversal, so
8030                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
8031                      Since comparison_value is constant, we know that the
8032                      current comparison code is LT.  */
8033                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
8034                   comparison_val
8035                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
8036                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
8037                      even if there is an overflow, we might still be able to
8038                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
8039                      NE is possible.  */
8040                   initial_value = const0_rtx;
8041                 }
8042
8043               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
8044               if (initial_value == const0_rtx
8045                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count,
8046                      prefer the NE test, since this will allow that
8047                      instruction to be generated.  Note that we must
8048                      use a vanilla loop reversal if the biv is used to
8049                      calculate a giv or has a non-counting use.  */
8050 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) \
8051 && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
8052                   && (! (add_val == 1 && loop_info->vtop
8053                          && (bl->biv_count == 0
8054                              || no_use_except_counting)))
8055 #endif
8056                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8057                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
8058                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
8059                         & comparison_sign_mask))
8060                 {
8061                   /* Register will always be nonnegative, with value
8062                      0 on last iteration */
8063                   add_adjust = add_val;
8064                   nonneg = 1;
8065                   cmp_code = GE;
8066                 }
8067               else if (add_val == 1 && loop_info->vtop
8068                        && (bl->biv_count == 0
8069                            || no_use_except_counting))
8070                 {
8071                   add_adjust = 0;
8072                   cmp_code = NE;
8073                 }
8074               else
8075                 return 0;
8076
8077               if (GET_CODE (comparison) == LE)
8078                 add_adjust -= add_val;
8079
8080               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
8081                  value is not an exact multiple of the increment, then we
8082                  can not reverse this loop.  */
8083               if (initial_value == const0_rtx
8084                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8085                 {
8086                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
8087                     return 0;
8088                 }
8089               else
8090                 {
8091                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
8092                     return 0;
8093                 }
8094
8095               final_value = comparison_value;
8096
8097               /* Reset these in case we normalized the initial value
8098                  and comparison value above.  */
8099               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8100                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8101                 {
8102                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
8103                   final_value
8104                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
8105                 }
8106               bl->initial_value = initial_value;
8107
8108               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
8109               reg = bl->biv->dest_reg;
8110               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
8111               if (jump_label == pc_rtx)
8112                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
8113               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
8114
8115               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
8116                  to generate a SUB.
8117                  Initialize biv to start_value before loop start.
8118                  The old initializing insn will be deleted as a
8119                  dead store by flow.c.  */
8120               if (initial_value == const0_rtx
8121                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8122                 {
8123                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
8124                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
8125                                     loop_start);
8126                 }
8127               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8128                 {
8129                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
8130                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8131                   enum insn_code icode
8132                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8133                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
8134                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
8135                             (comparison_value, mode))
8136                       || ! (*insn_operand_predicate[icode][2]) (offset, mode))
8137                     return 0;
8138                   start_value
8139                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
8140                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8141                                      (reg, comparison_value, offset)),
8142                                     loop_start);
8143                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
8144                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
8145                                                 GEN_INT (add_val));
8146                 }
8147               else if (! add_adjust)
8148                 {
8149                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8150                   enum insn_code icode
8151                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8152                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
8153                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
8154                             (comparison_value, mode))
8155                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][2])
8156                             (initial_value, mode)))
8157                     return 0;
8158                   start_value
8159                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
8160                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8161                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
8162                                     loop_start);
8163                 }
8164               else
8165                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
8166                    better to have a testcase first.  */
8167                 return 0;
8168
8169               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
8170                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8171               start_sequence ();
8172               expand_inc (reg, new_add_val);
8173               tem = gen_sequence ();
8174               end_sequence ();
8175
8176               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8177               delete_insn (bl->biv->insn);
8178
8179               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8180               bl->biv->insn = p;
8181               bl->initial_value = start_value;
8182               bl->biv->add_val = new_add_val;
8183
8184               /* Update loop info.  */
8185               loop_info->initial_value = reg;
8186               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8187               loop_info->final_value = const0_rtx;
8188               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8189               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8190               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8191               loop_info->increment = new_add_val;
8192
8193               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8194                  not delete the label.  */
8195               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8196
8197               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8198                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8199               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8200                   || ! bl->init_insn
8201                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8202                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8203                                  loop_end);
8204
8205               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8206               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8207               if (compare_and_branch == 2)
8208                 delete_insn (first_compare);
8209
8210               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8211               start_sequence ();
8212               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8213                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
8214                                        XEXP (jump_label, 0));
8215               tem = gen_sequence ();
8216               end_sequence ();
8217               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8218
8219               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8220                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8221                    tem = PREV_INSN (tem))
8222                 ;
8223
8224               if (tem)
8225                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8226
8227               if (nonneg)
8228                 {
8229                   if (tem)
8230                     {
8231                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8232                       /* Register is now always nonnegative,
8233                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8234                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8235                                                            REG_NOTES (tem));
8236                     }
8237                   bl->nonneg = 1;
8238                 }
8239
8240               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
8241                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
8242                  code).
8243                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
8244                  counting, or it is the only biv in this function.
8245                  However, the code that computes no_use_except_counting does
8246                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
8247                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
8248                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
8249                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
8250                  here.  */
8251               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8252                 if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
8253                   {
8254                     rtx *pnote;
8255                     rtx set = single_set (p);
8256                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
8257                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
8258                     if (! set
8259                         || GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
8260                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= reg_iv_type->num_elements
8261                         || REG_IV_TYPE (REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
8262                         || REG_IV_INFO (REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
8263                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
8264                         {
8265                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
8266                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
8267                                                   XEXP (*pnote, 0)))
8268                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
8269                           else
8270                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
8271                         }
8272                   }
8273
8274               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8275                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8276                  will have to be fixed up.  */
8277
8278               bl->reversed = 1;
8279
8280               if (loop_dump_stream)
8281                 {
8282                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
8283                   if (bl->nonneg)
8284                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
8285                   else
8286                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8287                 }
8288
8289               return 1;
8290             }
8291         }
8292     }
8293
8294   return 0;
8295 }
8296 \f
8297 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8298    based on the insns in the loop that refer to it.
8299    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
8300
8301    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8302
8303    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8304    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8305    start of the loop.  */
8306
8307 static int
8308 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
8309      struct iv_class *bl;
8310      rtx loop_start;
8311      rtx end;
8312      int eliminate_p;
8313      int threshold, insn_count;
8314 {
8315   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8316   rtx p;
8317
8318   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8319      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8320
8321   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8322     {
8323       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8324       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8325
8326       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
8327       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
8328         {
8329           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
8330
8331           if (note)
8332             {
8333               rtx last = XEXP (note, 0);
8334               rtx set = single_set (last);
8335
8336               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
8337                 {
8338                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
8339
8340                   if (regno < max_reg_before_loop
8341                       && REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
8342                       && REG_IV_INFO (regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
8343                     p = last;
8344                 }
8345             }
8346         }
8347       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8348           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8349           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
8350         {
8351           if (loop_dump_stream)
8352             fprintf (loop_dump_stream,
8353                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8354                      bl->regno, INSN_UID (p));
8355           break;
8356         }
8357     }
8358
8359   if (p == end)
8360     {
8361       if (loop_dump_stream)
8362         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8363                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8364       return 1;
8365     }
8366
8367   return 0;
8368 }
8369 \f
8370 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8371    Return non-zero if INSN is first.  */
8372
8373 int
8374 loop_insn_first_p (insn, reference)
8375      rtx insn, reference;
8376 {
8377   rtx p, q;
8378
8379   for (p = insn, q = reference; ;)
8380     {
8381       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8382          first.  */
8383       if (q == insn || ! p)
8384         return 0;
8385       if (p == reference || ! q)
8386         return 1;
8387
8388       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
8389          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
8390          P is a note.  */
8391       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8392           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
8393           && GET_CODE (p) != NOTE)
8394         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
8395
8396       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
8397           || GET_CODE (p) == NOTE)
8398         p = NEXT_INSN (p);
8399       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8400         q = NEXT_INSN (q);
8401     }
8402 }
8403
8404 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8405    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8406    div derivation is zero.  */
8407 static int
8408 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8409      struct induction *biv, *giv;
8410      rtx insn;
8411 {
8412   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8413      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8414      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8415      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8416   if (giv->auto_inc_opt
8417       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8418            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8419           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8420               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8421     return 0;
8422
8423   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8424      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8425      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8426      bother to make this possible.  */
8427   if (giv->derived_from
8428       && ! (giv->always_executed
8429             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8430             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8431     return 0;
8432   if (giv->same
8433       && giv->same->derived_from
8434       && ! (giv->same->always_executed
8435             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8436             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8437     return 0;
8438
8439   return 1;
8440 }
8441
8442 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8443    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8444
8445    If BIV does not appear in X, return 1.
8446
8447    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8448    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8449    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8450    the loop.  */
8451
8452 static int
8453 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
8454      rtx x, insn;
8455      struct iv_class *bl;
8456      int eliminate_p;
8457      rtx where;
8458 {
8459   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8460   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8461   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8462   struct induction *v;
8463   rtx arg, tem;
8464 #ifdef HAVE_cc0
8465   rtx new;
8466 #endif
8467   int arg_operand;
8468   const char *fmt;
8469   int i, j;
8470
8471   switch (code)
8472     {
8473     case REG:
8474       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8475          we can't eliminate it.  */
8476       if (x == reg)
8477         return 0;
8478       return 1;
8479
8480     case SET:
8481       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8482       if (SET_DEST (x) == reg)
8483         return 1;
8484
8485       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8486          it will go away when the giv is reduced.  */
8487       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8488         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8489           return 1;
8490
8491 #ifdef HAVE_cc0
8492       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8493         {
8494           /* Can replace with any giv that was reduced and
8495              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8496              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8497              ??? We disable this optimization to avoid potential
8498              overflows.  */
8499
8500           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8501             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8502                 && v->add_val == const0_rtx
8503                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8504                 && v->mode == mode
8505                 && 0)
8506               {
8507                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8508                   continue;
8509
8510                 if (! eliminate_p)
8511                   return 1;
8512
8513                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8514                    then reverse the comparison.  */
8515                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8516                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8517                                          const0_rtx, v->new_reg);
8518                 else
8519                   new = v->new_reg;
8520
8521                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8522                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8523                   return 1;
8524               }
8525
8526           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8527              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8528              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8529              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8530              overflow problem.  */
8531
8532           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8533             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8534                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8535                 && v->mode == mode
8536                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8537                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8538                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8539                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8540                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8541               {
8542                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8543                   continue;
8544
8545                 if (! eliminate_p)
8546                   return 1;
8547
8548                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8549                    then reverse the comparison.  */
8550                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8551                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8552                                          v->new_reg);
8553                 else
8554                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8555                                          copy_rtx (v->add_val));
8556
8557                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8558                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8559                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8560                   return 1;
8561
8562                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8563                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8564                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8565
8566                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8567                                   where);
8568
8569                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8570                    the compare expression. */
8571                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8572                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8573                   return 1;
8574               }
8575         }
8576 #endif
8577       break;
8578
8579     case COMPARE:
8580     case EQ:  case NE:
8581     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8582     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8583       /* See if either argument is the biv.  */
8584       if (XEXP (x, 0) == reg)
8585         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8586       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8587         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8588       else
8589         break;
8590
8591       if (CONSTANT_P (arg))
8592         {
8593           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8594              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8595              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8596
8597           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8598             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8599                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8600                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8601                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8602                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8603                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8604                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8605                 && v->mode == mode)
8606               {
8607                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8608                   continue;
8609
8610                 if (! eliminate_p)
8611                   return 1;
8612
8613                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8614                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8615
8616                 /* If all constants are actually constant integers and
8617                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8618                    do so.  */
8619                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8620                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8621                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8622                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8623                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8624                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8625                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8626                   return 1;
8627
8628                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8629                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8630                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8631                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8632                   return 1;
8633
8634                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8635                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8636               }
8637
8638           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8639              Insert insns to calculate new compare value.
8640              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8641
8642           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8643             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8644                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8645                 && v->mode == mode
8646                 && 0)
8647               {
8648                 rtx tem;
8649
8650                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8651                   continue;
8652
8653                 if (! eliminate_p)
8654                   return 1;
8655
8656                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8657
8658                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8659                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8660                                  v->new_reg, 1);
8661
8662                 /* Compute value to compare against.  */
8663                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8664                 /* Use it in this insn.  */
8665                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8666                 if (apply_change_group ())
8667                   return 1;
8668               }
8669         }
8670       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8671         {
8672           if (invariant_p (arg) == 1)
8673             {
8674               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8675                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8676                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8677
8678               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8679                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8680                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8681                     && v->mode == mode
8682                     && 0)
8683                   {
8684                     rtx tem;
8685
8686                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8687                       continue;
8688
8689                     if (! eliminate_p)
8690                       return 1;
8691
8692                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8693
8694                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8695                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8696                                      v->new_reg, 1);
8697
8698                     /* Compute value to compare against.  */
8699                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8700                                       tem, where);
8701                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8702                     if (apply_change_group ())
8703                       return 1;
8704                   }
8705             }
8706
8707           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8708              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8709              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8710              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8711              but that can generate poor code.
8712
8713              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8714              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8715              we might have to do a topological sort of the order in which
8716              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8717              this sort of thing now.  */
8718
8719 #if 0
8720           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8721           if (GET_CODE (arg) != REG
8722               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8723             return 0;
8724
8725           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8726              with identical coefficients.  */
8727           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8728             {
8729               struct induction *tv;
8730
8731               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8732                 continue;
8733
8734               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8735                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8736                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8737                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8738                     && tv->mode == mode)
8739                   {
8740                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8741                       continue;
8742
8743                     if (! eliminate_p)
8744                       return 1;
8745
8746                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8747                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8748                     /* Replace other operand with the other giv's
8749                        reduced reg.  */
8750                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8751                     return 1;
8752                   }
8753             }
8754 #endif
8755         }
8756
8757       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8758       return 0;
8759
8760     case MEM:
8761       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8762          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8763       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8764         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8765           return 1;
8766       break;
8767
8768     default:
8769       break;
8770     }
8771
8772   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8773   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8774   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8775     {
8776       switch (fmt[i])
8777         {
8778         case 'e':
8779           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl,
8780                                        eliminate_p, where))
8781             return 0;
8782           break;
8783
8784         case 'E':
8785           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8786             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8787                                          eliminate_p, where))
8788               return 0;
8789           break;
8790         }
8791     }
8792
8793   return 1;
8794 }
8795 \f
8796 /* Return nonzero if the last use of REG
8797    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8798
8799 static int
8800 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8801      rtx reg;
8802      rtx insn;
8803 {
8804   rtx n;
8805   for (n = insn;
8806        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8807        n = NEXT_INSN (n))
8808     {
8809       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8810         return 1;
8811     }
8812   return 0;
8813 }
8814 \f
8815 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8816    just record the location of the set and process it later.  */
8817
8818 static void
8819 record_initial (dest, set)
8820      rtx dest;
8821      rtx set;
8822 {
8823   struct iv_class *bl;
8824
8825   if (GET_CODE (dest) != REG
8826       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8827       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8828     return;
8829
8830   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8831
8832   /* If this is the first set found, record it.  */
8833   if (bl->init_insn == 0)
8834     {
8835       bl->init_insn = note_insn;
8836       bl->init_set = set;
8837     }
8838 }
8839 \f
8840 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8841    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8842    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8843    use it.  */
8844
8845 static void
8846 update_reg_last_use (x, insn)
8847      rtx x;
8848      rtx insn;
8849 {
8850   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8851      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8852      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8853      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8854   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8855       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8856       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8857     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8858   else
8859     {
8860       register int i, j;
8861       register const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8862       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8863         {
8864           if (fmt[i] == 'e')
8865             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8866           else if (fmt[i] == 'E')
8867             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8868               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8869         }
8870     }
8871 }
8872 \f
8873 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8874    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8875    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8876    be returned.
8877
8878    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8879    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8880    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8881    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8882
8883    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
8884    callers.  Specifically:
8885
8886    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8887    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8888    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8889    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8890        for GE, GEU, and LEU.  */
8891
8892 rtx
8893 get_condition (jump, earliest)
8894      rtx jump;
8895      rtx *earliest;
8896 {
8897   enum rtx_code code;
8898   rtx prev = jump;
8899   rtx set;
8900   rtx tem;
8901   rtx op0, op1;
8902   int reverse_code = 0;
8903   int did_reverse_condition = 0;
8904   enum machine_mode mode;
8905
8906   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8907   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8908       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
8909     return 0;
8910
8911   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8912   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8913   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
8914   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
8915
8916   if (earliest)
8917     *earliest = jump;
8918
8919   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8920      the condition.  */
8921   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
8922       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
8923     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
8924
8925   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8926      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8927      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8928      in cse.c  */
8929
8930   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
8931     {
8932       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8933       rtx x = 0;
8934
8935 #ifdef HAVE_cc0
8936       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8937          insn.  */
8938       if (op0 == cc0_rtx)
8939         {
8940           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8941               || GET_CODE (prev) != INSN
8942               || (set = single_set (prev)) == 0
8943               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8944             return 0;
8945
8946           op0 = SET_SRC (set);
8947           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8948           if (earliest)
8949             *earliest = prev;
8950         }
8951 #endif
8952
8953       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8954       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8955         {
8956           op1 = XEXP (op0, 1);
8957           op0 = XEXP (op0, 0);
8958           continue;
8959         }
8960       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8961         break;
8962
8963       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8964          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8965          we don't want to bother dealing with it.  */
8966
8967       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8968           || GET_CODE (prev) != INSN
8969           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8970           || (set = single_set (prev)) == 0)
8971         break;
8972
8973       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8974          relevant.  */
8975       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8976         {
8977           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
8978
8979           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8980              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8981              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8982              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8983              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8984              should not affect other platforms.
8985
8986              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8987              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
8988              modeless comparisons inside branch patterns.
8989
8990              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
8991              in simplify_comparison in combine.  */
8992
8993           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
8994                || (((code == NE
8995                      || (code == LT
8996                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8997                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8998                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8999                          && (STORE_FLAG_VALUE
9000                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9001                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9002 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9003                      || (code == LT
9004                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9005                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
9006 #endif
9007                      ))
9008                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
9009               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9010                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9011                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9012             x = SET_SRC (set);
9013           else if (((code == EQ
9014                      || (code == GE
9015                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
9016                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9017                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
9018                          && (STORE_FLAG_VALUE
9019                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9020                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9021 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9022                      || (code == GE
9023                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9024                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
9025 #endif
9026                      ))
9027                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
9028                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9029                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9030                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9031
9032             {
9033               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
9034                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
9035                  have had to reverse the condition.  */
9036               did_reverse_condition ^= 1;
9037               reverse_code = 1;
9038               x = SET_SRC (set);
9039             }
9040           else
9041             break;
9042         }
9043
9044       else if (reg_set_p (op0, prev))
9045         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
9046         break;
9047
9048       if (x)
9049         {
9050           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
9051             code = GET_CODE (x);
9052           if (reverse_code)
9053             {
9054               code = reverse_condition (code);
9055               did_reverse_condition ^= 1;
9056               reverse_code = 0;
9057             }
9058
9059           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
9060           if (earliest)
9061             *earliest = prev;
9062         }
9063     }
9064
9065   /* If constant is first, put it last.  */
9066   if (CONSTANT_P (op0))
9067     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
9068
9069   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
9070      was really being compared, so fail.  */
9071   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
9072     return 0;
9073
9074   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
9075      if we can do computations in the relevant mode and we do not
9076      overflow.  */
9077
9078   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
9079       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
9080       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9081     {
9082       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
9083       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
9084       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
9085         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
9086
9087       switch (code)
9088         {
9089         case LE:
9090           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
9091             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
9092           break;
9093
9094         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
9095            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
9096         case GE:
9097           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
9098               != (((HOST_WIDE_INT) 1
9099                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
9100             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
9101           break;
9102
9103         case LEU:
9104           if (uconst_val < max_val)
9105             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
9106           break;
9107
9108         case GEU:
9109           if (uconst_val != 0)
9110             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
9111           break;
9112
9113         default:
9114           break;
9115         }
9116     }
9117
9118   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
9119      EQ or NE, return zero.  */
9120   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
9121       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
9122       && ! flag_fast_math
9123       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
9124     return 0;
9125
9126 #ifdef HAVE_cc0
9127   /* Never return CC0; return zero instead.  */
9128   if (op0 == cc0_rtx)
9129     return 0;
9130 #endif
9131
9132   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
9133 }
9134
9135 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
9136    unless both operands are invariants.  */
9137
9138 rtx
9139 get_condition_for_loop (x)
9140      rtx x;
9141 {
9142   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
9143
9144   if (comparison == 0
9145       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
9146       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
9147     return comparison;
9148
9149   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
9150                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
9151 }
9152
9153 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
9154 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
9155    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds.
9156    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
9157    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
9158  */
9159
9160 static void
9161 insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info)
9162      rtx loop_start, loop_end;
9163      struct loop_info *loop_info;
9164 {
9165   int i;
9166   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
9167
9168   int increment_direction, compare_direction;
9169
9170   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
9171       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
9172   int add_iteration = 0;
9173
9174   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
9175
9176   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
9177
9178   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
9179   if (loop_info->unroll_number == loop_info->n_iterations)
9180     return;
9181
9182   /* Make sure that the count register is not in use.  */
9183   if (loop_used_count_register [loop_num])
9184     {
9185       if (loop_dump_stream)
9186         fprintf (loop_dump_stream,
9187                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
9188                  loop_num);
9189       return;
9190     }
9191
9192   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
9193   if (indirect_jump_in_function)
9194     {
9195       if (loop_dump_stream)
9196         fprintf (loop_dump_stream,
9197                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
9198                  loop_num);
9199       return;
9200     }
9201
9202   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
9203   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
9204       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
9205       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
9206     {
9207       if (loop_dump_stream)
9208         fprintf (loop_dump_stream,
9209                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
9210                  loop_num);
9211       return;
9212     }
9213
9214   /* Make sure that the loop does not contain a function call
9215      (the count register might be altered by the called function).  */
9216   if (loop_info->has_call)
9217     {
9218       if (loop_dump_stream)
9219         fprintf (loop_dump_stream,
9220                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
9221                  loop_num);
9222       return;
9223     }
9224
9225   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
9226      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
9227   if (loop_info->has_tablejump)
9228     {
9229       if (loop_dump_stream)
9230         fprintf (loop_dump_stream,
9231                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
9232                  loop_num);
9233       return;
9234     }
9235
9236   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
9237   if (loop_info->unroll_number > 1)
9238     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
9239   else
9240     n_iterations = loop_info->n_iterations;
9241
9242   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
9243     {
9244       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
9245       if (loop_dump_stream)
9246         fprintf (loop_dump_stream,
9247                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
9248                  loop_num);
9249       return;
9250     }
9251
9252   /* Try to instrument the loop.  */
9253
9254   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
9255   if (n_iterations > 0)
9256     {
9257       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
9258       for (i = loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
9259         loop_used_count_register[i] = 1;
9260       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
9261       return;
9262     }
9263
9264   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
9265      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
9266      of the number of iterations.  */
9267
9268   if (loop_info->iteration_var == 0)
9269     {
9270       if (loop_dump_stream)
9271         fprintf (loop_dump_stream,
9272                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9273                  loop_num);
9274       return;
9275     }
9276
9277   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9278       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9279     {
9280       if (loop_dump_stream)
9281         fprintf (loop_dump_stream,
9282                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9283                  loop_num);
9284       return;
9285     }
9286
9287   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9288   if (loop_info->comparison_code == NE)
9289     {
9290       if (loop_dump_stream)
9291         fprintf (loop_dump_stream,
9292                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9293                  loop_num);
9294       return;
9295     }
9296 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9297 #if 0
9298   else
9299     {
9300       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9301          loop executes at least once.  */
9302       rtx sequence;
9303       rtx iterations_num_reg;
9304
9305       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9306         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9307
9308       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9309          expensive) divide is needed.  */
9310       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9311         {
9312           if (loop_dump_stream)
9313             fprintf (loop_dump_stream,
9314                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9315           return;
9316         }
9317
9318       /* compute the number of iterations */
9319       start_sequence ();
9320       {
9321         rtx temp_reg;
9322
9323         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9324            ;
9325            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9326            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9327            ;                                           increment
9328          */
9329         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9330            expand_binop?  */
9331         if (compare_direction > 0)
9332           {
9333             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9334             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9335                                      comparison_value, initial_value,
9336                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9337           }
9338         else
9339           {
9340             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9341                                      initial_value, comparison_value,
9342                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9343           }
9344
9345         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9346           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9347                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9348                                             + add_iteration),
9349                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9350
9351         if (increment_value_abs != 1)
9352           iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, asr_optab,
9353                                              temp_reg,
9354                                              GEN_INT (exact_log2 (increment_value_abs)),
9355                                              NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9356         else
9357           iterations_num_reg = temp_reg;
9358       }
9359       sequence = gen_sequence ();
9360       end_sequence ();
9361       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9362       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9363     }
9364
9365   return;
9366 #endif /* Complex case */
9367 }
9368
9369 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9370    1. A new counter register is created.
9371    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9372    passed in the loop_num_iterations parameter.
9373    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9374    The created comparison follows the pattern defined for the
9375    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9376    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9377    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9378    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9379
9380 static void
9381 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9382      rtx loop_start, loop_end;
9383      rtx loop_num_iterations;
9384 {
9385   rtx counter_reg;
9386   rtx start_label;
9387   rtx sequence;
9388
9389   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9390     {
9391       if (loop_dump_stream)
9392         {
9393           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9394           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9395             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9396                      INTVAL (loop_num_iterations));
9397           else
9398             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9399           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9400         }
9401
9402       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9403          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9404       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9405
9406       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9407       start_label = gen_label_rtx ();
9408       emit_label_after (start_label, loop_start);
9409
9410       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9411       start_sequence ();
9412       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9413       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9414       sequence = gen_sequence ();
9415       end_sequence ();
9416       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9417
9418       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9419          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9420          later recognized by assembly generation phase).  */
9421       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9422                                                                 start_label),
9423                              loop_end);
9424       LABEL_NUSES (start_label)++;
9425     }
9426
9427 }
9428 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9429
9430 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9431
9432    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9433    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9434 static int
9435 indirect_jump_in_function_p (start)
9436      rtx start;
9437 {
9438   rtx insn;
9439
9440   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9441     if (computed_jump_p (insn))
9442       return 1;
9443
9444   return 0;
9445 }
9446
9447 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9448    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9449    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9450
9451 static int
9452 insert_loop_mem (mem, data)
9453      rtx *mem;
9454      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9455 {
9456   int i;
9457   rtx m = *mem;
9458
9459   if (m == NULL_RTX)
9460     return 0;
9461
9462   switch (GET_CODE (m))
9463     {
9464     case MEM:
9465       break;
9466
9467     case CONST_DOUBLE:
9468       /* We're not interested in the MEM associated with a
9469          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9470       return -1;
9471
9472     default:
9473       /* This is not a MEM.  */
9474       return 0;
9475     }
9476
9477   /* See if we've already seen this MEM.  */
9478   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9479     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem))
9480       {
9481         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9482           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9483              this happens, something tricky is going on, and we just
9484              don't optimize accesses to this MEM.  */
9485           loop_mems[i].optimize = 0;
9486
9487         return 0;
9488       }
9489
9490   /* Resize the array, if necessary.  */
9491   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated)
9492     {
9493       if (loop_mems_allocated != 0)
9494         loop_mems_allocated *= 2;
9495       else
9496         loop_mems_allocated = 32;
9497
9498       loop_mems = (loop_mem_info*)
9499         xrealloc (loop_mems,
9500                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
9501     }
9502
9503   /* Actually insert the MEM.  */
9504   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9505   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9506      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9507      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9508      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9509   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9510   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9511   ++loop_mems_idx;
9512
9513   return 0;
9514 }
9515
9516 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9517    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9518    values after load_mems.  */
9519
9520 static void
9521 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
9522                                      insn_count)
9523      rtx scan_start;
9524      rtx end;
9525      rtx loop_top;
9526      rtx start;
9527      int *insn_count;
9528 {
9529   int nregs = max_reg_num ();
9530
9531   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
9532
9533   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9534      created new registers.  */
9535   if (max_reg_num () > nregs)
9536     {
9537       int i;
9538       int old_nregs;
9539
9540       old_nregs = nregs;
9541       nregs = max_reg_num ();
9542
9543       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9544         {
9545           /* Grow all the arrays.  */
9546           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9547           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9548           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9549           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9550         }
9551       /* Clear the arrays */
9552       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9553       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9554       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9555
9556       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
9557                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9558                            insn_count, nregs);
9559
9560       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9561         {
9562           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9563           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9564         }
9565
9566 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9567       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9568          create CCmode register copies.  */
9569       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9570         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9571           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9572 #endif
9573
9574       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9575       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9576              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9577              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9578     }
9579 }
9580
9581 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
9582    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
9583    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
9584
9585 static void
9586 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
9587      rtx scan_start;
9588      rtx end;
9589      rtx loop_top;
9590      rtx start;
9591 {
9592   int maybe_never = 0;
9593   int i;
9594   rtx p;
9595   rtx label = NULL_RTX;
9596   rtx end_label = NULL_RTX;
9597
9598   if (loop_mems_idx > 0)
9599     {
9600       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9601       int next_maybe_never = 0;
9602
9603       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9604          loop are never executed.  */
9605       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9606            p != NULL_RTX && !maybe_never;
9607            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9608         {
9609           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9610             maybe_never = 1;
9611           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9612                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
9613                       around to the beginning, don't set maybe_never
9614                       for that.  This must be an unconditional jump,
9615                       otherwise the code at the top of the loop might
9616                       never be executed.  Unconditional jumps are
9617                       followed a by barrier then loop end.  */
9618                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9619                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
9620                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
9621                          && simplejump_p (p)))
9622             {
9623               if (!condjump_p (p))
9624                 /* Something complicated.  */
9625                 maybe_never = 1;
9626               else
9627                 /* If there are any more instructions in the loop, they
9628                    might not be reached.  */
9629                 next_maybe_never = 1;
9630             }
9631           else if (next_maybe_never)
9632             maybe_never = 1;
9633         }
9634
9635       /* Actually move the MEMs.  */
9636       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9637         {
9638           int written = 0;
9639           rtx reg;
9640           rtx mem = loop_mems[i].mem;
9641           rtx mem_list_entry;
9642
9643           if (MEM_VOLATILE_P (mem)
9644               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
9645             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9646             loop_mems[i].optimize = 0;
9647
9648           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9649              one is aliased by one of them.  */
9650           mem_list_entry = loop_store_mems;
9651           while (mem_list_entry)
9652             {
9653               if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9654                 written = 1;
9655               else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9656                                         mem, rtx_varies_p))
9657                 {
9658                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9659                   loop_mems[i].optimize = 0;
9660                   break;
9661                 }
9662               mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9663             }
9664
9665           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9666              are no reads from another MEM that aliases this one.  */
9667           if (loop_mems[i].optimize && written)
9668             {
9669               int j;
9670
9671               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9672                 {
9673                   if (j == i)
9674                     continue;
9675                   else if (true_dependence (mem,
9676                                             VOIDmode,
9677                                             loop_mems[j].mem,
9678                                             rtx_varies_p))
9679                     {
9680                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9681                          the loop because writes to it might not be
9682                          seen by reads from loop_mems[j].  */
9683                       loop_mems[i].optimize = 0;
9684                       break;
9685                     }
9686                 }
9687             }
9688
9689           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9690             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9691                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9692             loop_mems[i].optimize = 0;
9693
9694           if (!loop_mems[i].optimize)
9695             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9696                loop, but later discovered that we could not.  */
9697             continue;
9698
9699           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9700              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9701              out of the loop just because this REG is neither a
9702              user-variable nor used in the loop test.  */
9703           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9704           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9705           loop_mems[i].reg = reg;
9706
9707           /* Now, replace all references to the MEM with the
9708              corresponding pesudos.  */
9709           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9710                p != NULL_RTX;
9711                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9712             {
9713               rtx_and_int ri;
9714               ri.r = p;
9715               ri.i = i;
9716               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9717             }
9718
9719           if (!apply_change_group ())
9720             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9721             loop_mems[i].optimize = 0;
9722           else
9723             {
9724               rtx set;
9725
9726               /* Load the memory immediately before START, which is
9727                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
9728               set = gen_move_insn (reg, mem);
9729               emit_insn_before (set, start);
9730
9731               if (written)
9732                 {
9733                   if (label == NULL_RTX)
9734                     {
9735                       /* We must compute the former
9736                          right-after-the-end label before we insert
9737                          the new one.  */
9738                       end_label = next_label (end);
9739                       label = gen_label_rtx ();
9740                       emit_label_after (label, end);
9741                     }
9742
9743                   /* Store the memory immediately after END, which is
9744                    the NOTE_LOOP_END.  */
9745                   set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9746                   emit_insn_after (set, label);
9747                 }
9748
9749               if (loop_dump_stream)
9750                 {
9751                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9752                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9753                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9754                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
9755                 }
9756             }
9757         }
9758     }
9759
9760   if (label != NULL_RTX)
9761     {
9762       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9763          label with the new one.  */
9764       rtx_pair rr;
9765       rr.r1 = end_label;
9766       rr.r2 = label;
9767
9768       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
9769         {
9770           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9771
9772           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9773              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9774              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9775              because the immediately following unroll pass will use it.
9776              replace_label would not work anyways, because that only handles
9777              LABEL_REFs.  */
9778           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9779             JUMP_LABEL (p) = label;
9780         }
9781     }
9782 }
9783
9784 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9785    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9786    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9787    and the MEM we are currently replacing.  */
9788
9789 static int
9790 replace_loop_mem (mem, data)
9791      rtx *mem;
9792      void *data;
9793 {
9794   rtx_and_int *ri;
9795   rtx insn;
9796   int i;
9797   rtx m = *mem;
9798
9799   if (m == NULL_RTX)
9800     return 0;
9801
9802   switch (GET_CODE (m))
9803     {
9804     case MEM:
9805       break;
9806
9807     case CONST_DOUBLE:
9808       /* We're not interested in the MEM associated with a
9809          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9810       return -1;
9811
9812     default:
9813       /* This is not a MEM.  */
9814       return 0;
9815     }
9816
9817   ri = (rtx_and_int*) data;
9818   i = ri->i;
9819
9820   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9821     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9822     return 0;
9823
9824   insn = ri->r;
9825
9826   /* Actually replace the MEM.  */
9827   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9828
9829   return 0;
9830 }
9831
9832 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9833    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9834    respectively.  */
9835
9836 static int
9837 replace_label (x, data)
9838      rtx *x;
9839      void *data;
9840 {
9841   rtx l = *x;
9842   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9843   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9844
9845   if (l == NULL_RTX)
9846     return 0;
9847
9848   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9849     return 0;
9850
9851   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9852     return 0;
9853
9854   XEXP (l, 0) = new_label;
9855   ++LABEL_NUSES (new_label);
9856   --LABEL_NUSES (old_label);
9857
9858   return 0;
9859 }
9860