gcc/loop.c

   1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
   2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997,
   3    1998, 1999, 2000, 2001 Free Software Foundation, Inc.
   4
   5 This file is part of GNU CC.
   6
   7 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  10 any later version.
  11
  12 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
  13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15 GNU General Public License for more details.
  16
  17 You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
  19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
  20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  21
  22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
  23    It finds invariant computations within loops and moves them
  24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
  25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
  26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
  27    the basic induction variables.
  28
  29    It also finds cases where
  30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
  31    and changes these to zero the entire register once before the loop
  32    and merely copy the low part within the loop.
  33
  34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
  35    while to do these things.  */
  36
  37 #include "config.h"
  38 #include "system.h"
  39 #include "rtl.h"
  40 #include "tm_p.h"
  41 #include "obstack.h"
  42 #include "function.h"
  43 #include "expr.h"
  44 #include "hard-reg-set.h"
  45 #include "basic-block.h"
  46 #include "insn-config.h"
  47 #include "insn-flags.h"
  48 #include "regs.h"
  49 #include "recog.h"
  50 #include "flags.h"
  51 #include "real.h"
  52 #include "loop.h"
  53 #include "cselib.h"
  54 #include "except.h"
  55 #include "toplev.h"
  56
  57 #define LOOP_REG_LIFETIME(LOOP, REGNO) \
  58 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) - REGNO_FIRST_LUID (REGNO)))
  59
  60 #define LOOP_REG_GLOBAL_P(LOOP, REGNO) \
  61 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) > INSN_LUID ((LOOP)->end) \
  62  || REGNO_FIRST_LUID (REGNO) < INSN_LUID ((LOOP)->start)))
  63
  64
  65 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
  66    The luids are like uids but increase monotonically always.
  67    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
  68
  69 int *uid_luid;
  70
  71 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
  72    number the insn is contained in.  */
  73
  74 struct loop **uid_loop;
  75
  76 /* 1 + largest uid of any insn.  */
  77
  78 int max_uid_for_loop;
  79
  80 /* 1 + luid of last insn.  */
  81
  82 static int max_luid;
  83
  84 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
  85    next few tables.  */
  86
  87 static int max_loop_num;
  88
  89 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
  90    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
  91 unsigned int max_reg_before_loop;
  92
  93 /* The value to pass to the next call of reg_scan_update.  */
  94 static int loop_max_reg;
  95
  96 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
  97 #define obstack_chunk_free free
  98 \f
  99 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
 100    is made to record all the movable insns found.
 101    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
 102
 103 struct movable
 104 {
 105   rtx insn;                     /* A movable insn */
 106   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
 107   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
 108   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
 109                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
 110   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
 111                                    that must be moved with this one.  */
 112   unsigned int regno;           /* The register it sets */
 113   short lifetime;               /* lifetime of that register;
 114                                    may be adjusted when matching movables
 115                                    that load the same value are found.  */
 116   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
 117                                    including other movables that force this
 118                                    or match this one.  */
 119   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
 120   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
 121   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
 122                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
 123                    that the reg is live outside the range from where it is set
 124                    to the following label.  */
 125   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
 126
 127   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
 128                                    In particular, moving it does not make it
 129                                    invariant.  */
 130   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
 131                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
 132   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
 133                                     first insn of a consecutive sets group.  */
 134   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
 135   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
 136                                    that we should avoid changing when clearing
 137                                    the rest of the reg.  */
 138   struct movable *match;        /* First entry for same value */
 139   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
 140   struct movable *next;
 141 };
 142
 143
 144 FILE *loop_dump_stream;
 145
 146 /* Forward declarations.  */
 147
 148 static void find_and_verify_loops PARAMS ((rtx, struct loops *));
 149 static void mark_loop_jump PARAMS ((rtx, struct loop *));
 150 static void prescan_loop PARAMS ((struct loop *));
 151 static int reg_in_basic_block_p PARAMS ((rtx, rtx));
 152 static int consec_sets_invariant_p PARAMS ((const struct loop *,
 153                                             rtx, int, rtx));
 154 static int labels_in_range_p PARAMS ((rtx, int));
 155 static void count_one_set PARAMS ((struct loop_regs *, rtx, rtx, rtx *));
 156 static void note_addr_stored PARAMS ((rtx, rtx, void *));
 157 static void note_set_pseudo_multiple_uses PARAMS ((rtx, rtx, void *));
 158 static int loop_reg_used_before_p PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx));
 159 static void scan_loop PARAMS ((struct loop*, int));
 160 #if 0
 161 static void replace_call_address PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
 162 #endif
 163 static rtx skip_consec_insns PARAMS ((rtx, int));
 164 static int libcall_benefit PARAMS ((rtx));
 165 static void ignore_some_movables PARAMS ((struct loop_movables *));
 166 static void force_movables PARAMS ((struct loop_movables *));
 167 static void combine_movables PARAMS ((struct loop_movables *,
 168                                       struct loop_regs *));
 169 static int regs_match_p PARAMS ((rtx, rtx, struct loop_movables *));
 170 static int rtx_equal_for_loop_p PARAMS ((rtx, rtx, struct loop_movables *,
 171                                          struct loop_regs *));
 172 static void add_label_notes PARAMS ((rtx, rtx));
 173 static void move_movables PARAMS ((struct loop *loop, struct loop_movables *,
 174                                    int, int));
 175 static void loop_movables_add PARAMS((struct loop_movables *,
 176                                       struct movable *));
 177 static void loop_movables_free PARAMS((struct loop_movables *));
 178 static int count_nonfixed_reads PARAMS ((const struct loop *, rtx));
 179 static void loop_bivs_find PARAMS((struct loop *));
 180 static void loop_bivs_init_find PARAMS((struct loop *));
 181 static void loop_bivs_check PARAMS((struct loop *));
 182 static void loop_givs_find PARAMS((struct loop *));
 183 static void loop_givs_check PARAMS((struct loop *));
 184 static int loop_biv_eliminable_p PARAMS((struct loop *, struct iv_class *,
 185                                          int, int));
 186 static int loop_giv_reduce_benefit PARAMS((struct loop *, struct iv_class *,
 187                                            struct induction *, rtx));
 188 static void loop_givs_dead_check PARAMS((struct loop *, struct iv_class *));
 189 static void loop_givs_reduce PARAMS((struct loop *, struct iv_class *));
 190 static void loop_givs_rescan PARAMS((struct loop *, struct iv_class *,
 191                                      rtx *));
 192 static void loop_ivs_free PARAMS((struct loop *));
 193 static void strength_reduce PARAMS ((struct loop *, int, int));
 194 static void find_single_use_in_loop PARAMS ((struct loop_regs *, rtx, rtx));
 195 static int valid_initial_value_p PARAMS ((rtx, rtx, int, rtx));
 196 static void find_mem_givs PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx, int, int));
 197 static void record_biv PARAMS ((struct loop *, struct induction *,
 198                                 rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *,
 199                                 int, int));
 200 static void check_final_value PARAMS ((const struct loop *,
 201                                        struct induction *));
 202 static void loop_ivs_dump PARAMS((const struct loop *, FILE *, int));
 203 static void loop_iv_class_dump PARAMS((const struct iv_class *, FILE *, int));
 204 static void loop_biv_dump PARAMS((const struct induction *, FILE *, int));
 205 static void loop_giv_dump PARAMS((const struct induction *, FILE *, int));
 206 static void record_giv PARAMS ((const struct loop *, struct induction *,
 207                                 rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int,
 208                                 enum g_types, int, int, rtx *));
 209 static void update_giv_derive PARAMS ((const struct loop *, rtx));
 210 static void check_ext_dependant_givs PARAMS ((struct iv_class *,
 211                                               struct loop_info *));
 212 static int basic_induction_var PARAMS ((const struct loop *, rtx,
 213                                         enum machine_mode, rtx, rtx,
 214                                         rtx *, rtx *, rtx **));
 215 static rtx simplify_giv_expr PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx *, int *));
 216 static int general_induction_var PARAMS ((const struct loop *loop, rtx, rtx *,
 217                                           rtx *, rtx *, rtx *, int, int *,
 218                                           enum machine_mode));
 219 static int consec_sets_giv PARAMS ((const struct loop *, int, rtx,
 220                                     rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *, rtx *));
 221 static int check_dbra_loop PARAMS ((struct loop *, int));
 222 static rtx express_from_1 PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
 223 static rtx combine_givs_p PARAMS ((struct induction *, struct induction *));
 224 static int cmp_combine_givs_stats PARAMS ((const PTR, const PTR));
 225 static void combine_givs PARAMS ((struct loop_regs *, struct iv_class *));
 226 static int product_cheap_p PARAMS ((rtx, rtx));
 227 static int maybe_eliminate_biv PARAMS ((const struct loop *, struct iv_class *,
 228                                         int, int, int));
 229 static int maybe_eliminate_biv_1 PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx,
 230                                           struct iv_class *, int,
 231                                           basic_block, rtx));
 232 static int last_use_this_basic_block PARAMS ((rtx, rtx));
 233 static void record_initial PARAMS ((rtx, rtx, void *));
 234 static void update_reg_last_use PARAMS ((rtx, rtx));
 235 static rtx next_insn_in_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
 236 static void loop_regs_scan PARAMS ((const struct loop*, int, int *));
 237 static void load_mems PARAMS ((const struct loop *));
 238 static int insert_loop_mem PARAMS ((rtx *, void *));
 239 static int replace_loop_mem PARAMS ((rtx *, void *));
 240 static void replace_loop_mems PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
 241 static int replace_loop_reg PARAMS ((rtx *, void *));
 242 static void replace_loop_regs PARAMS ((rtx insn, rtx, rtx));
 243 static void note_reg_stored PARAMS ((rtx, rtx, void *));
 244 static void try_copy_prop PARAMS ((const struct loop *, rtx, unsigned int));
 245 static void try_swap_copy_prop PARAMS ((const struct loop *, rtx,
 246                                          unsigned int));
 247 static int replace_label PARAMS ((rtx *, void *));
 248 static rtx check_insn_for_givs PARAMS((struct loop *, rtx, int, int));
 249 static rtx check_insn_for_bivs PARAMS((struct loop *, rtx, int, int));
 250 static rtx gen_add_mult PARAMS ((rtx, rtx, rtx, rtx));
 251 static void loop_regs_update PARAMS ((const struct loop *, rtx));
 252 static int iv_add_mult_cost PARAMS ((rtx, rtx, rtx, rtx));
 253
 254 static rtx loop_insn_emit_after PARAMS((const struct loop *, basic_block,
 255                                         rtx, rtx));
 256 static rtx loop_call_insn_emit_before PARAMS((const struct loop *,
 257                                               basic_block, rtx, rtx));
 258 static rtx loop_call_insn_hoist PARAMS((const struct loop *, rtx));
 259 static rtx loop_insn_sink_or_swim PARAMS((const struct loop *, rtx));
 260
 261 static void loop_dump_aux PARAMS ((const struct loop *, FILE *, int));
 262 void debug_ivs PARAMS ((const struct loop *));
 263 void debug_iv_class PARAMS ((const struct iv_class *));
 264 void debug_biv PARAMS ((const struct induction *));
 265 void debug_giv PARAMS ((const struct induction *));
 266 void debug_loop PARAMS ((const struct loop *));
 267 void debug_loops PARAMS ((const struct loops *));
 268
 269 typedef struct rtx_pair
 270 {
 271   rtx r1;
 272   rtx r2;
 273 } rtx_pair;
 274
 275 typedef struct loop_replace_args
 276 {
 277   rtx match;
 278   rtx replacement;
 279   rtx insn;
 280 } loop_replace_args;
 281
 282 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
 283 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
 284   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
 285    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
 286    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
 287
 288 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
 289 static int indirect_jump_in_function;
 290 static int indirect_jump_in_function_p PARAMS ((rtx));
 291
 292 static int compute_luids PARAMS ((rtx, rtx, int));
 293
 294 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PARAMS ((struct induction *,
 295                                                      struct induction *,
 296                                                      rtx));
 297 \f
 298 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
 299    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
 300 static int copy_cost;
 301
 302 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
 303 static int reg_address_cost;
 304
 305 void
 306 init_loop ()
 307 {
 308   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
 309
 310   reg_address_cost = address_cost (reg, SImode);
 311
 312   copy_cost = COSTS_N_INSNS (1);
 313 }
 314 \f
 315 /* Compute the mapping from uids to luids.
 316    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
 317    except that luids increase monotonically through the code.
 318    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
 319    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
 320 static int
 321 compute_luids (start, end, prev_luid)
 322      rtx start, end;
 323      int prev_luid;
 324 {
 325   int i;
 326   rtx insn;
 327
 328   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
 329     {
 330       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
 331         continue;
 332       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
 333          luids between two insns is not affected by -g.  */
 334       if (GET_CODE (insn) != NOTE
 335           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
 336         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
 337       else
 338         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
 339         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
 340     }
 341   return i + 1;
 342 }
 343 \f
 344 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
 345    on the current function.  F is the first insn of the function
 346    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
 347    (or 0 if none should be output).  */
 348
 349 void
 350 loop_optimize (f, dumpfile, flags)
 351      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
 352      rtx f;
 353      FILE *dumpfile;
 354      int flags;
 355 {
 356   register rtx insn;
 357   register int i;
 358   struct loops loops_data;
 359   struct loops *loops = &loops_data;
 360   struct loop_info *loops_info;
 361
 362   loop_dump_stream = dumpfile;
 363
 364   init_recog_no_volatile ();
 365
 366   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
 367   loop_max_reg = max_reg_before_loop;
 368
 369   regs_may_share = 0;
 370
 371   /* Count the number of loops.  */
 372
 373   max_loop_num = 0;
 374   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
 375     {
 376       if (GET_CODE (insn) == NOTE
 377           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
 378         max_loop_num++;
 379     }
 380
 381   /* Don't waste time if no loops.  */
 382   if (max_loop_num == 0)
 383     return;
 384
 385   loops->num = max_loop_num;
 386
 387   /* Get size to use for tables indexed by uids.
 388      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
 389   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
 390
 391   uid_luid = (int *) xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (int));
 392   uid_loop = (struct loop **) xcalloc (max_uid_for_loop,
 393                                        sizeof (struct loop *));
 394
 395   /* Allocate storage for array of loops.  */
 396   loops->array = (struct loop *)
 397     xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop));
 398
 399   /* Find and process each loop.
 400      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
 401   find_and_verify_loops (f, loops);
 402
 403   /* Allocate and initialize auxiliary loop information.  */
 404   loops_info = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop_info));
 405   for (i = 0; i < loops->num; i++)
 406     loops->array[i].aux = loops_info + i;
 407
 408   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
 409      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
 410      function.  */
 411   reg_scan (f, max_reg_before_loop, 1);
 412
 413   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
 414      will have entries in the register tables.
 415
 416      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
 417      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
 418   init_alias_analysis ();
 419
 420   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
 421      one more that the maximum uid of all insn.  */
 422   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
 423     abort ();
 424   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
 425   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
 426
 427   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it
 428      might have rearranged code afterwards, so we need to recompute
 429      the luids now.  */
 430   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
 431
 432   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
 433      deleted.  It is possible that the first or last insn
 434      using some register has been deleted by cross-jumping.
 435      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
 436      points to the general area where that insn used to be.  */
 437   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 438     {
 439       uid_luid[0] = uid_luid[i];
 440       if (uid_luid[0] != 0)
 441         break;
 442     }
 443   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 444     if (uid_luid[i] == 0)
 445       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
 446
 447   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
 448      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
 449   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
 450
 451   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
 452      before outer ones.  */
 453   for (i = max_loop_num - 1; i >= 0; i--)
 454     {
 455       struct loop *loop = &loops->array[i];
 456
 457       if (! loop->invalid && loop->end)
 458         scan_loop (loop, flags);
 459     }
 460
 461   /* If there were lexical blocks inside the loop, they have been
 462      replicated.  We will now have more than one NOTE_INSN_BLOCK_BEG
 463      and NOTE_INSN_BLOCK_END for each such block.  We must duplicate
 464      the BLOCKs as well.  */
 465   if (write_symbols != NO_DEBUG)
 466     reorder_blocks ();
 467
 468   end_alias_analysis ();
 469
 470   /* Clean up.  */
 471   free (uid_luid);
 472   free (uid_loop);
 473   free (loops_info);
 474   free (loops->array);
 475 }
 476 \f
 477 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
 478    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
 479    respectively.  LOOP->TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
 480    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
 481    bottom.  */
 482
 483 static rtx
 484 next_insn_in_loop (loop, insn)
 485      const struct loop *loop;
 486      rtx insn;
 487 {
 488   insn = NEXT_INSN (insn);
 489
 490   if (insn == loop->end)
 491     {
 492       if (loop->top)
 493         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
 494         insn = loop->top;
 495       else
 496         /* We're done.  */
 497         insn = NULL_RTX;
 498     }
 499
 500   if (insn == loop->scan_start)
 501     /* We're done.  */
 502     insn = NULL_RTX;
 503
 504   return insn;
 505 }
 506
 507 /* Optimize one loop described by LOOP.  */
 508
 509 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
 510    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
 511    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
 512    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
 513    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
 514
 515 static void
 516 scan_loop (loop, flags)
 517      struct loop *loop;
 518      int flags;
 519 {
 520   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
 521   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
 522   register int i;
 523   rtx loop_start = loop->start;
 524   rtx loop_end = loop->end;
 525   rtx p;
 526   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
 527   int maybe_never = 0;
 528   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
 529      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
 530   int call_passed = 0;
 531   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
 532   rtx loop_entry_jump = 0;
 533   /* Number of insns in the loop.  */
 534   int insn_count;
 535   int tem;
 536   rtx temp, update_start, update_end;
 537   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
 538   rtx set, set1;
 539   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
 540   struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
 541   /* Ratio of extra register life span we can justify
 542      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
 543      since in that case saving an insn makes more difference
 544      and more registers are available.  */
 545   int threshold;
 546   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
 547   int loop_depth = 0;
 548
 549   loop->top = 0;
 550
 551   movables->head = 0;
 552   movables->last = 0;
 553   movables->num = 0;
 554
 555   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
 556      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
 557      that is too complex to duplicate in front of the loop.
 558
 559      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
 560      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
 561      (because we might have a loop executed only once that contains a
 562      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
 563      (in case we have a degenerate loop).
 564
 565      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
 566      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
 567      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
 568      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
 569      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
 570
 571   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
 572        p != loop_end
 573          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && ! INSN_P (p)
 574          && (GET_CODE (p) != NOTE
 575              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
 576                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
 577        p = NEXT_INSN (p))
 578     ;
 579
 580   loop->scan_start = p;
 581
 582   /* If loop end is the end of the current function, then emit a
 583      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set loop->sink to the dummy
 584      note insn.  This is the position we use when sinking insns out of
 585      the loop.  */
 586   if (NEXT_INSN (loop->end) != 0)
 587     loop->sink = NEXT_INSN (loop->end);
 588   else
 589     loop->sink = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop->end);
 590
 591   /* Set up variables describing this loop.  */
 592   prescan_loop (loop);
 593   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
 594
 595   /* If loop has a jump before the first label,
 596      the true entry is the target of that jump.
 597      Start scan from there.
 598      But record in LOOP->TOP the place where the end-test jumps
 599      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
 600   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
 601     {
 602       loop_entry_jump = p;
 603
 604       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
 605       if (any_uncondjump_p (p)
 606           && JUMP_LABEL (p) != 0
 607           /* Check to see whether the jump actually
 608              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
 609              This case can happen for things like
 610              do {..} while (0).  If this label was generated previously
 611              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
 612              the loop.  */
 613           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, loop_end))
 614         {
 615           loop->top = next_label (loop->scan_start);
 616           loop->scan_start = JUMP_LABEL (p);
 617         }
 618     }
 619
 620   /* If LOOP->SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
 621      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
 622      test may never be true, but it's best to play it safe.)
 623
 624      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
 625      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
 626      test above.  */
 627
 628   if (INSN_UID (loop->scan_start) >= max_uid_for_loop
 629       || GET_CODE (loop->scan_start) != CODE_LABEL)
 630     {
 631       if (loop_dump_stream)
 632         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
 633                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end));
 634       return;
 635     }
 636
 637   /* Allocate extra space for REGs that might be created by load_mems.
 638      We allocate a little extra slop as well, in the hopes that we
 639      won't have to reallocate the regs array.  */
 640   loop_regs_scan (loop, loop_info->mems_idx + 16, &insn_count);
 641
 642   if (loop_dump_stream)
 643     {
 644       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
 645                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end), insn_count);
 646       if (loop->cont)
 647         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
 648                  INSN_UID (loop->cont));
 649     }
 650
 651   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
 652      Set REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP negative for the reg I being set, so that
 653      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
 654      We consider whether subsequent insns use the reg
 655      in deciding whether it is worth actually moving.
 656
 657      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
 658      and therefore it is possible that the insns we are scanning
 659      would never be executed.  At such times, we must make sure
 660      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
 661      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
 662      so that is not a problem.  */
 663
 664   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
 665        p != NULL_RTX;
 666        p = next_insn_in_loop (loop, p))
 667     {
 668       if (GET_CODE (p) == INSN
 669           && (set = single_set (p))
 670           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
 671           && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
 672         {
 673           int tem1 = 0;
 674           int tem2 = 0;
 675           int move_insn = 0;
 676           rtx src = SET_SRC (set);
 677           rtx dependencies = 0;
 678
 679           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
 680              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
 681              specified, use it as the source and mark that we should move
 682              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
 683              insn.
 684
 685              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
 686              is present.  */
 687           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 688           if (temp)
 689             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 690           else
 691             {
 692               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 693               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 694                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 695               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 696                 {
 697                   src = XEXP (temp, 0);
 698                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
 699                      the equivalent expression.  To move the libcall,
 700                      we must move those regs too.  */
 701                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
 702                 }
 703             }
 704
 705           /* Don't try to optimize a register that was made
 706              by loop-optimization for an inner loop.
 707              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
 708           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
 709             ;
 710           else if (/* The register is used in basic blocks other
 711                       than the one where it is set (meaning that
 712                       something after this point in the loop might
 713                       depend on its value before the set).  */
 714                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
 715                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
 716                       the loop starts, or the value before the set is
 717                       needed before the set occurs...
 718
 719                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
 720                       by the fact that the previous test will often fail for
 721                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
 722                       each time for register usage, we should build tables
 723                       of the register usage and use them here instead.  */
 724                    && (maybe_never
 725                        || loop_reg_used_before_p (loop, set, p)))
 726             /* It is unsafe to move the set.
 727
 728                This code used to consider it OK to move a set of a variable
 729                which was not created by the user and not used in an exit test.
 730                That behavior is incorrect and was removed.  */
 731             ;
 732           else if ((tem = loop_invariant_p (loop, src))
 733                    && (dependencies == 0
 734                        || (tem2 = loop_invariant_p (loop, dependencies)) != 0)
 735                    && (regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop == 1
 736                        || (tem1
 737                            = consec_sets_invariant_p
 738                            (loop, SET_DEST (set),
 739                             regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop,
 740                             p)))
 741                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
 742                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
 743                       once loop is entered.  Even a function call might
 744                       prevent the trap insn from being reached
 745                       (since it might exit!)  */
 746                    && ! ((maybe_never || call_passed)
 747                          && may_trap_p (src)))
 748             {
 749               register struct movable *m;
 750               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
 751
 752               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
 753                  can be combined as long as they are both in the loop, but
 754                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
 755                  this can lose.  The most common case of this is the address
 756                  of a function being called.
 757
 758                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
 759                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
 760                  we can replace the usage of this register with the source
 761                  of this SET.  If we can, delete this insn.
 762
 763                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
 764                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
 765
 766               if (loop_info->has_call
 767                   && regs->array[regno].single_usage != 0
 768                   && regs->array[regno].single_usage != const0_rtx
 769                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
 770                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
 771                       == INSN_UID (regs->array[regno].single_usage))
 772                   && regs->array[regno].set_in_loop == 1
 773                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
 774                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
 775                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
 776                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
 777                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
 778                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
 779                      a call-clobbered register and the life of REGNO
 780                      might span a call.  */
 781                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
 782                                            regs->array[regno].single_usage)
 783                   && no_labels_between_p (p, regs->array[regno].single_usage)
 784                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
 785                                            regs->array[regno].single_usage))
 786                 {
 787                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
 788                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
 789                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
 790                   REG_NOTES (regs->array[regno].single_usage)
 791                     = replace_rtx (REG_NOTES (regs->array[regno].single_usage),
 792                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
 793
 794                   PUT_CODE (p, NOTE);
 795                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
 796                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
 797                   regs->array[regno].set_in_loop = 0;
 798                   continue;
 799                 }
 800
 801               m = (struct movable *) xmalloc (sizeof (struct movable));
 802               m->next = 0;
 803               m->insn = p;
 804               m->set_src = src;
 805               m->dependencies = dependencies;
 806               m->set_dest = SET_DEST (set);
 807               m->force = 0;
 808               m->consec = regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop - 1;
 809               m->done = 0;
 810               m->forces = 0;
 811               m->partial = 0;
 812               m->move_insn = move_insn;
 813               m->move_insn_first = 0;
 814               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
 815               m->savemode = VOIDmode;
 816               m->regno = regno;
 817               /* Set M->cond if either loop_invariant_p
 818                  or consec_sets_invariant_p returned 2
 819                  (only conditionally invariant).  */
 820               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
 821               m->global =  LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno);
 822               m->match = 0;
 823               m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
 824               m->savings = regs->array[regno].n_times_set;
 825               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 826                 m->savings += libcall_benefit (p);
 827               regs->array[regno].set_in_loop = move_insn ? -2 : -1;
 828               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
 829               loop_movables_add (movables, m);
 830
 831               if (m->consec > 0)
 832                 {
 833                   /* It is possible for the first instruction to have a
 834                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
 835                      remember the status of the first instruction in case
 836                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
 837                   m->move_insn_first = m->move_insn;
 838
 839                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
 840                   p = next_nonnote_insn (p);
 841                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
 842                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
 843                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
 844                   p = prev_nonnote_insn (p);
 845
 846                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
 847                      m->set_src to correspond to the effects of all the
 848                      insns.  */
 849                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 850                   if (temp)
 851                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
 852                   else
 853                     {
 854                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 855                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 856                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
 857                       else
 858                         m->move_insn = 0;
 859
 860                     }
 861                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
 862                 }
 863             }
 864           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
 865              or set to zero, then its high bytes are constant.
 866              So clear them outside the loop and within the loop
 867              just load the low bytes.
 868              We must check that the machine has an instruction to do so.
 869              Also, if the value loaded into the register
 870              depends on the same register, this cannot be done.  */
 871           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
 872                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
 873                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
 874                    && GET_CODE (set1) == SET
 875                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
 876                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
 877                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
 878                        == SET_DEST (set))
 879                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
 880             {
 881               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
 882               if (regs->array[regno].set_in_loop == 2)
 883                 {
 884                   register struct movable *m;
 885                   m = (struct movable *) xmalloc (sizeof (struct movable));
 886                   m->next = 0;
 887                   m->insn = p;
 888                   m->set_dest = SET_DEST (set);
 889                   m->dependencies = 0;
 890                   m->force = 0;
 891                   m->consec = 0;
 892                   m->done = 0;
 893                   m->forces = 0;
 894                   m->move_insn = 0;
 895                   m->move_insn_first = 0;
 896                   m->partial = 1;
 897                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
 898                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
 899                      Not even if the reg is used only within this loop.
 900                      Consider this:
 901                      while (1)
 902                        while (s != t) {
 903                          if (foo ()) x = *s;
 904                          use (x);
 905                        }
 906                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
 907                      being saved from the last time around the outer loop.
 908                      However, if the reg is not used outside this loop
 909                      and all uses of the register are in the same
 910                      basic block as the store, there is no problem.
 911
 912                      If this insn was made by loop, we don't know its
 913                      INSN_LUID and hence must make a conservative
 914                      assumption.  */
 915                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
 916                                || LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno)
 917                                || (labels_in_range_p
 918                                    (p, REGNO_FIRST_LUID (regno))));
 919                   if (maybe_never && m->global)
 920                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
 921                   else
 922                     m->savemode = VOIDmode;
 923                   m->regno = regno;
 924                   m->cond = 0;
 925                   m->match = 0;
 926                   m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
 927                   m->savings = 1;
 928                   regs->array[regno].set_in_loop = -1;
 929                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
 930                   loop_movables_add (movables, m);
 931                 }
 932             }
 933         }
 934       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
 935          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
 936          Constant and pure call insns always return, so they don't count.  */
 937       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! CONST_CALL_P (p))
 938         call_passed = 1;
 939       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
 940          can't count on whether or how many times they will be
 941          executed during each iteration.  Therefore, we can
 942          only move out sets of trivial variables
 943          (those not used after the loop).  */
 944       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
 945       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
 946                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
 947                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
 948                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
 949                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
 950                   followed a by barrier then loop end.  */
 951                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop->top
 952                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end
 953                      && any_uncondjump_p (p)))
 954         maybe_never = 1;
 955       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
 956         {
 957           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
 958              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
 959              code has been duplicated.  */
 960           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
 961             maybe_never = call_passed = 0;
 962           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
 963             loop_depth++;
 964           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
 965             loop_depth--;
 966         }
 967     }
 968
 969   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
 970
 971   ignore_some_movables (movables);
 972
 973   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
 974      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
 975      If so, record that the second insn "forces" the first one,
 976      since the second can be moved only if the first is.  */
 977
 978   force_movables (movables);
 979
 980   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
 981      If there are, make all but the first point at the first one
 982      through the `match' field, and add the priorities of them
 983      all together as the priority of the first.  */
 984
 985   combine_movables (movables, regs);
 986
 987   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
 988      Store 0 in regs->array[I].set_in_loop for each reg I that is moved.
 989
 990      Generally this increases code size, so do not move moveables when
 991      optimizing for code size.  */
 992
 993   if (! optimize_size)
 994     move_movables (loop, movables, threshold, insn_count);
 995
 996   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
 997      Change regs->array[I].set_in_loop to indicate that those are not actually
 998      invariant.  */
 999   for (i = 0; i < regs->num; i++)
1000     if (regs->array[i].set_in_loop < 0)
1001       regs->array[i].set_in_loop = regs->array[i].n_times_set;
1002
1003   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1004      hoist even more memory references.  */
1005   load_mems (loop);
1006
1007   /* Recalculate regs->array if load_mems has created new registers.  */
1008   if (max_reg_num () > regs->num)
1009     loop_regs_scan (loop, 0, &insn_count);
1010
1011   for (update_start = loop_start;
1012        PREV_INSN (update_start)
1013          && GET_CODE (PREV_INSN (update_start)) != CODE_LABEL;
1014        update_start = PREV_INSN (update_start))
1015     ;
1016   update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1017
1018   reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1019   loop_max_reg = max_reg_num ();
1020
1021   if (flag_strength_reduce)
1022     {
1023       if (update_end && GET_CODE (update_end) == CODE_LABEL)
1024         /* Ensure our label doesn't go away.  */
1025         LABEL_NUSES (update_end)++;
1026
1027       strength_reduce (loop, insn_count, flags);
1028
1029       reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1030       loop_max_reg = max_reg_num ();
1031
1032       if (update_end && GET_CODE (update_end) == CODE_LABEL
1033           && --LABEL_NUSES (update_end) == 0)
1034         delete_insn (update_end);
1035     }
1036
1037
1038   /* The movable information is required for strength reduction.  */
1039   loop_movables_free (movables);
1040
1041   free (regs->array);
1042   regs->array = 0;
1043   regs->num = 0;
1044 }
1045 \f
1046 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1047    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1048
1049 void
1050 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1051      rtx in_this, not_in_this;
1052      rtx *output;
1053 {
1054   enum rtx_code code;
1055   const char *fmt;
1056   int i;
1057
1058   code = GET_CODE (in_this);
1059
1060   switch (code)
1061     {
1062     case PC:
1063     case CC0:
1064     case CONST_INT:
1065     case CONST_DOUBLE:
1066     case CONST:
1067     case SYMBOL_REF:
1068     case LABEL_REF:
1069       return;
1070
1071     case REG:
1072       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1073           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1074         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1075       return;
1076
1077     default:
1078       break;
1079     }
1080
1081   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1082   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1083     {
1084       int j;
1085
1086       switch (fmt[i])
1087         {
1088         case 'E':
1089           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1090             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1091           break;
1092
1093         case 'e':
1094           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1095           break;
1096         }
1097     }
1098 }
1099 \f
1100 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1101    aside from those mentioned in the equivalent value.
1102    If there are none, return 0.
1103    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1104
1105 rtx
1106 libcall_other_reg (insn, equiv)
1107      rtx insn, equiv;
1108 {
1109   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1110   rtx p = XEXP (note, 0);
1111   rtx output = 0;
1112
1113   /* First, find all the regs used in the libcall block
1114      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1115
1116   while (p != insn)
1117     {
1118       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1119           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1120         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1121       p = NEXT_INSN (p);
1122     }
1123
1124   return output;
1125 }
1126 \f
1127 /* Return 1 if all uses of REG
1128    are between INSN and the end of the basic block.  */
1129
1130 static int
1131 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1132      rtx insn, reg;
1133 {
1134   int regno = REGNO (reg);
1135   rtx p;
1136
1137   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1138     return 0;
1139
1140   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1141   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1142     {
1143       switch (GET_CODE (p))
1144         {
1145         case NOTE:
1146           break;
1147
1148         case INSN:
1149         case CALL_INSN:
1150           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1151           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1152             return 1;
1153           break;
1154
1155         case JUMP_INSN:
1156           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1157           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1158             return 1;
1159           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1160           return 0;
1161
1162         case CODE_LABEL:
1163         case BARRIER:
1164           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1165           return 0;
1166
1167         default:
1168           break;
1169         }
1170     }
1171
1172   /* The "last use" that was recorded can't be found after the first
1173      use.  This can happen when the last use was deleted while
1174      processing an inner loop, this inner loop was then completely
1175      unrolled, and the outer loop is always exited after the inner loop,
1176      so that everything after the first use becomes a single basic block.  */
1177   return 1;
1178 }
1179 \f
1180 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1181    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1182    value directly or can contain a library call.  */
1183
1184 static int
1185 libcall_benefit (last)
1186      rtx last;
1187 {
1188   rtx insn;
1189   int benefit = 0;
1190
1191   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1192        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1193     {
1194       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1195         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1196                                    routine.  */
1197       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1198                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1199                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1200         benefit++;
1201     }
1202
1203   return benefit;
1204 }
1205 \f
1206 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1207
1208 static rtx
1209 skip_consec_insns (insn, count)
1210      rtx insn;
1211      int count;
1212 {
1213   for (; count > 0; count--)
1214     {
1215       rtx temp;
1216
1217       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1218       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1219          be an insn here.  */
1220       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1221           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1222         insn = XEXP (temp, 0);
1223
1224       do
1225         insn = NEXT_INSN (insn);
1226       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1227     }
1228
1229   return insn;
1230 }
1231
1232 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1233    which is part of another movable.
1234    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1235    was made later and so appears later on the chain.  */
1236
1237 static void
1238 ignore_some_movables (movables)
1239      struct loop_movables *movables;
1240 {
1241   register struct movable *m, *m1;
1242
1243   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1244     {
1245       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1246       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1247       if (note)
1248         {
1249           rtx insn;
1250           /* Check for earlier movables inside that range,
1251              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1252              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1253              Rather than reject all such insns from movables, we just
1254              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1255              libcalls aren't that common).  */
1256           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1257             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1258               if (m1->insn == insn)
1259                 m1->done = 1;
1260         }
1261     }
1262 }
1263
1264 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1265    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1266    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1267    since the second can be moved only if the first is.  */
1268
1269 static void
1270 force_movables (movables)
1271      struct loop_movables *movables;
1272 {
1273   register struct movable *m, *m1;
1274   for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
1275     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1276     if (!m1->partial && !m1->done)
1277       {
1278         int regno = m1->regno;
1279         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1280           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1281              register of M1 to be used after this insn?
1282              Since CSE does not update regno_last_uid,
1283              this insn M->insn might not be where it dies.
1284              But very likely this doesn't matter; what matters is
1285              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1286           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1287               && !m->done)
1288             break;
1289         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1290             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1291             && m->consec == 0)
1292           m = 0;
1293
1294         /* Increase the priority of the moving the first insn
1295            since it permits the second to be moved as well.  */
1296         if (m != 0)
1297           {
1298             m->forces = m1;
1299             m1->lifetime += m->lifetime;
1300             m1->savings += m->savings;
1301           }
1302       }
1303 }
1304 \f
1305 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1306    one register.  */
1307
1308 static void
1309 combine_movables (movables, regs)
1310      struct loop_movables *movables;
1311      struct loop_regs *regs;
1312 {
1313   register struct movable *m;
1314   char *matched_regs = (char *) xmalloc (regs->num);
1315   enum machine_mode mode;
1316
1317   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1318      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1319   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1320
1321   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1322     if (m->match == 0 && regs->array[m->regno].n_times_set == 1
1323         && !m->partial)
1324       {
1325         register struct movable *m1;
1326         int regno = m->regno;
1327
1328         memset (matched_regs, 0, regs->num);
1329         matched_regs[regno] = 1;
1330
1331         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1332            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1333         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1334           if (m != m1 && m1->match == 0
1335               && regs->array[m1->regno].n_times_set == 1
1336               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1337               && !m1->global
1338               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1339               && !m1->partial
1340               && (matched_regs[m1->regno]
1341                   ||
1342                   (
1343                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1344                       same constant only if the modes are the same or
1345                       if both are integer modes with M wider or the same
1346                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1347                       safe, since the only case of differing destination
1348                       modes with equal sources is when both sources are
1349                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1350                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1351                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1352                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1353                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1354                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1355                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1356                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1357                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1358                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1359                                                 movables, regs))))
1360               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1361                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1362             {
1363               m->lifetime += m1->lifetime;
1364               m->savings += m1->savings;
1365               m1->done = 1;
1366               m1->match = m;
1367               matched_regs[m1->regno] = 1;
1368             }
1369       }
1370
1371   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1372      This can be done for those not marked `global'
1373      provided their lives don't overlap.  */
1374
1375   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1376        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1377     {
1378       register struct movable *m0 = 0;
1379
1380       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1381          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1382       for (m = movables->head; m; m = m->next)
1383         if (m->partial && ! m->global
1384             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1385           {
1386             register struct movable *m1;
1387             int first = REGNO_FIRST_LUID (m->regno);
1388             int last = REGNO_LAST_LUID (m->regno);
1389
1390             if (m0 == 0)
1391               {
1392                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1393                 m0 = m;
1394                 continue;
1395               }
1396
1397             /* Make sure they extend to the same mode.
1398                (Almost always true.)  */
1399             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1400               continue;
1401
1402             /* We already have one: check for overlap with those
1403                already combined together.  */
1404             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1405               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1406                 if (! (REGNO_FIRST_LUID (m1->regno) > last
1407                        || REGNO_LAST_LUID (m1->regno) < first))
1408                   goto overlap;
1409
1410             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1411             m0->lifetime += m->lifetime;
1412             m0->savings += m->savings;
1413             m->done = 1;
1414             m->match = m0;
1415
1416           overlap:
1417             ;
1418           }
1419     }
1420
1421   /* Clean up.  */
1422   free (matched_regs);
1423 }
1424 \f
1425 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1426
1427 static int
1428 regs_match_p (x, y, movables)
1429      rtx x, y;
1430      struct loop_movables *movables;
1431 {
1432   unsigned int xn = REGNO (x);
1433   unsigned int yn = REGNO (y);
1434   struct movable *mx, *my;
1435
1436   for (mx = movables->head; mx; mx = mx->next)
1437     if (mx->regno == xn)
1438       break;
1439
1440   for (my = movables->head; my; my = my->next)
1441     if (my->regno == yn)
1442       break;
1443
1444   return (mx && my
1445           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1446               || mx->match == my
1447               || mx == my->match));
1448 }
1449
1450 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1451    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1452
1453    If two registers are matching movables or a movable register and an
1454    equivalent constant, consider them equal.  */
1455
1456 static int
1457 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables, regs)
1458      rtx x, y;
1459      struct loop_movables *movables;
1460      struct loop_regs *regs;
1461 {
1462   register int i;
1463   register int j;
1464   register struct movable *m;
1465   register enum rtx_code code;
1466   register const char *fmt;
1467
1468   if (x == y)
1469     return 1;
1470   if (x == 0 || y == 0)
1471     return 0;
1472
1473   code = GET_CODE (x);
1474
1475   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1476      equal.  */
1477   if (GET_CODE (x) == REG && regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == -2
1478       && CONSTANT_P (y))
1479     {
1480       for (m = movables->head; m; m = m->next)
1481         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1482             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1483           return 1;
1484     }
1485   else if (GET_CODE (y) == REG && regs->array[REGNO (y)].set_in_loop == -2
1486            && CONSTANT_P (x))
1487     {
1488       for (m = movables->head; m; m = m->next)
1489         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1490             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1491           return 1;
1492     }
1493
1494   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1495   if (code != GET_CODE (y))
1496     return 0;
1497
1498   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1499      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1500
1501   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1502     return 0;
1503
1504   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1505   if (code == REG)
1506     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1507
1508   if (code == LABEL_REF)
1509     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1510   if (code == SYMBOL_REF)
1511     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1512
1513   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1514      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1515
1516   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1517   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1518     {
1519       switch (fmt[i])
1520         {
1521         case 'w':
1522           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1523             return 0;
1524           break;
1525
1526         case 'i':
1527           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1528             return 0;
1529           break;
1530
1531         case 'E':
1532           /* Two vectors must have the same length.  */
1533           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1534             return 0;
1535
1536           /* And the corresponding elements must match.  */
1537           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1538             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j),
1539                                       movables, regs) == 0)
1540               return 0;
1541           break;
1542
1543         case 'e':
1544           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables, regs)
1545               == 0)
1546             return 0;
1547           break;
1548
1549         case 's':
1550           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1551             return 0;
1552           break;
1553
1554         case 'u':
1555           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1556           break;
1557
1558         case '0':
1559           break;
1560
1561           /* It is believed that rtx's at this level will never
1562              contain anything but integers and other rtx's,
1563              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1564         default:
1565           abort ();
1566         }
1567     }
1568   return 1;
1569 }
1570 \f
1571 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1572    insns in INSNS which use the reference.  LABEL_NUSES for CODE_LABEL
1573    references is incremented once for each added note. */
1574
1575 static void
1576 add_label_notes (x, insns)
1577      rtx x;
1578      rtx insns;
1579 {
1580   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1581   int i, j;
1582   const char *fmt;
1583   rtx insn;
1584
1585   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1586     {
1587       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1588          avoid flow generating (slighly) worse code.
1589
1590          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1591          mark_jump_label for additional information).  */
1592       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1593         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1594           {
1595             REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1596                                                   REG_NOTES (insn));
1597             if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
1598               LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
1599           }
1600     }
1601
1602   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1603   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1604     {
1605       if (fmt[i] == 'e')
1606         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1607       else if (fmt[i] == 'E')
1608         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1609           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1610     }
1611 }
1612 \f
1613 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1614    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1615    other throughout.  */
1616
1617 static void
1618 move_movables (loop, movables, threshold, insn_count)
1619      struct loop *loop;
1620      struct loop_movables *movables;
1621      int threshold;
1622      int insn_count;
1623 {
1624   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
1625   int nregs = regs->num;
1626   rtx new_start = 0;
1627   register struct movable *m;
1628   register rtx p;
1629   rtx loop_start = loop->start;
1630   rtx loop_end = loop->end;
1631   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1632      when we move several insns that load the same value
1633      into different pseudo-registers.  */
1634   rtx *reg_map = (rtx *) xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
1635   char *already_moved = (char *) xcalloc (nregs, sizeof (char));
1636
1637   movables->num = 0;
1638
1639   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1640     {
1641       /* Describe this movable insn.  */
1642
1643       if (loop_dump_stream)
1644         {
1645           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1646                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1647           if (m->consec > 0)
1648             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1649           if (m->cond)
1650             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1651           if (m->force)
1652             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1653           if (m->global)
1654             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1655           if (m->done)
1656             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1657           if (m->move_insn)
1658             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1659           if (m->match)
1660             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1661                      INSN_UID (m->match->insn));
1662           if (m->forces)
1663             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1664                      INSN_UID (m->forces->insn));
1665         }
1666
1667       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1668       movables->num++;
1669
1670       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1671          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1672
1673       if (!m->done
1674           && (! m->cond
1675               || (1 == loop_invariant_p (loop, m->set_src)
1676                   && (m->dependencies == 0
1677                       || 1 == loop_invariant_p (loop, m->dependencies))
1678                   && (m->consec == 0
1679                       || 1 == consec_sets_invariant_p (loop, m->set_dest,
1680                                                        m->consec + 1,
1681                                                        m->insn))))
1682           && (! m->forces || m->forces->done))
1683         {
1684           register int regno;
1685           register rtx p;
1686           int savings = m->savings;
1687
1688           /* We have an insn that is safe to move.
1689              Compute its desirability.  */
1690
1691           p = m->insn;
1692           regno = m->regno;
1693
1694           if (loop_dump_stream)
1695             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1696
1697           if (regs->array[regno].moved_once && loop_dump_stream)
1698             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1699
1700           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1701              which is safe only if this one is moved too: that is,
1702              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1703
1704           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1705              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1706              If it's not desirable, it means the loop is so big
1707              that moving won't speed things up much,
1708              and it is liable to make register usage worse.  */
1709
1710           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1711              extra cost because something else was already moved.  */
1712
1713           if (already_moved[regno]
1714               || flag_move_all_movables
1715               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1716                  (regs->array[regno].moved_once ? insn_count * 2 : insn_count)
1717               || (m->forces && m->forces->done
1718                   && regs->array[m->forces->regno].n_times_set == 1))
1719             {
1720               int count;
1721               register struct movable *m1;
1722               rtx first = NULL_RTX;
1723
1724               /* Now move the insns that set the reg.  */
1725
1726               if (m->partial && m->match)
1727                 {
1728                   rtx newpat, i1;
1729                   rtx r1, r2;
1730                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1731                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1732                      And that reg is loaded with 0 directly,
1733                      since it has ->match == 0.  */
1734                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1735                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1736                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1737                   i1 = loop_insn_hoist (loop, newpat);
1738
1739                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1740                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1741                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1742                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1743                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1744                   regs_may_share
1745                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1746                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1747                                                             regs_may_share));
1748                   delete_insn (m->insn);
1749
1750                   if (new_start == 0)
1751                     new_start = i1;
1752
1753                   if (loop_dump_stream)
1754                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1755                 }
1756               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1757                  new move insn, first delete what we have and then emit
1758                  the move insn before the loop.  */
1759               else if (m->move_insn)
1760                 {
1761                   rtx i1, temp, seq;
1762
1763                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1764                     {
1765                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1766                          skip to the end.  */
1767                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1768                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1769                         p = XEXP (temp, 0);
1770
1771                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1772                          delete every insn in the sequence except the last.
1773                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1774                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1775                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1776                         {
1777                           temp = XEXP (temp, 0);
1778                           while (temp != p)
1779                             temp = delete_insn (temp);
1780                         }
1781
1782                       temp = p;
1783                       p = delete_insn (p);
1784
1785                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1786                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1787                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1788                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1789                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1790                          insn stream.  */
1791                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1792                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1793                     }
1794
1795                   start_sequence ();
1796                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1797                   temp = get_insns ();
1798                   seq = gen_sequence ();
1799                   end_sequence ();
1800
1801                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1802
1803                   i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
1804                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1805                     REG_NOTES (i1)
1806                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1807                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1808
1809                   if (loop_dump_stream)
1810                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1811
1812                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1813                   threshold -= 3;
1814                 }
1815               else
1816                 {
1817                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1818                     {
1819                       rtx i1, temp;
1820
1821                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1822                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
1823                          be an insn here.  */
1824                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1825                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1826                         p = XEXP (temp, 0);
1827
1828                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1829                          insns except the last before the loop.  The last
1830                          insn is handled in the normal manner.  */
1831                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1832                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1833                         {
1834                           rtx fn_address = 0;
1835                           rtx fn_reg = 0;
1836                           rtx fn_address_insn = 0;
1837
1838                           first = 0;
1839                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1840                                temp = NEXT_INSN (temp))
1841                             {
1842                               rtx body;
1843                               rtx n;
1844                               rtx next;
1845
1846                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1847                                 continue;
1848
1849                               body = PATTERN (temp);
1850
1851                               /* Find the next insn after TEMP,
1852                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1853                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1854                                    next = NEXT_INSN (next))
1855                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1856                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1857                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1858                                   break;
1859
1860                               /* If that is the call, this may be the insn
1861                                  that loads the function address.
1862
1863                                  Extract the function address from the insn
1864                                  that loads it into a register.
1865                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1866
1867                                  So emit a new move insn that copies the
1868                                  function address into the register that the
1869                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1870                                  redundant stores that we have created.  */
1871                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1872                                   && GET_CODE (body) == SET
1873                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1874                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1875                                                          NULL_RTX)))
1876                                 {
1877                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1878                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1879                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1880                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1881                                   fn_address_insn = temp;
1882                                 }
1883                               /* We have the call insn.
1884                                  If it uses the register we suspect it might,
1885                                  load it with the correct address directly.  */
1886                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1887                                   && fn_address != 0
1888                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
1889                                 loop_insn_emit_after (loop, 0, fn_address_insn,
1890                                                       gen_move_insn
1891                                                       (fn_reg, fn_address));
1892
1893                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1894                                 {
1895                                   i1 = loop_call_insn_hoist (loop, body);
1896                                   /* Because the USAGE information potentially
1897                                      contains objects other than hard registers
1898                                      we need to copy it.  */
1899                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
1900                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
1901                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
1902                                 }
1903                               else
1904                                 i1 = loop_insn_hoist (loop, body);
1905                               if (first == 0)
1906                                 first = i1;
1907                               if (temp == fn_address_insn)
1908                                 fn_address_insn = i1;
1909                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
1910                               delete_insn (temp);
1911                             }
1912                           if (new_start == 0)
1913                             new_start = first;
1914                         }
1915                       if (m->savemode != VOIDmode)
1916                         {
1917                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
1918                              the bits that are not covered by the mode
1919                              m->savemode.  */
1920                           rtx reg = m->set_dest;
1921                           rtx sequence;
1922                           rtx tem;
1923
1924                           start_sequence ();
1925                           tem = expand_binop
1926                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
1927                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
1928                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
1929                                       - 1),
1930                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
1931                           if (tem == 0)
1932                             abort ();
1933                           if (tem != reg)
1934                             emit_move_insn (reg, tem);
1935                           sequence = gen_sequence ();
1936                           end_sequence ();
1937                           i1 = loop_insn_hoist (loop, sequence);
1938                         }
1939                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1940                         {
1941                           i1 = loop_call_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
1942                           /* Because the USAGE information potentially
1943                              contains objects other than hard registers
1944                              we need to copy it.  */
1945                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
1946                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
1947                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
1948                         }
1949                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
1950                         {
1951                           rtx seq;
1952                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
1953                              use the REG_EQUAL note.  */
1954                           start_sequence ();
1955                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1956                           temp = get_insns ();
1957                           seq = gen_sequence ();
1958                           end_sequence ();
1959
1960                           add_label_notes (m->set_src, temp);
1961
1962                           i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
1963                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1964                             REG_NOTES (i1)
1965                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
1966                                                     : REG_EQUAL),
1967                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
1968                         }
1969                       else
1970                         i1 = loop_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
1971
1972                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
1973                         {
1974                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
1975
1976                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
1977                              is not loop invariant, then delete it, since it
1978                              may cause problems with later optimization passes.
1979                              It is possible for cse to create such notes
1980                              like this as a result of record_jump_cond.  */
1981
1982                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1983                               && ! loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0)))
1984                             remove_note (i1, temp);
1985                         }
1986
1987                       if (new_start == 0)
1988                         new_start = i1;
1989
1990                       if (loop_dump_stream)
1991                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
1992                                  INSN_UID (i1));
1993
1994                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
1995                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
1996                          and REG_RETVAL on I1.  */
1997                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1998                         {
1999                           XEXP (temp, 0) = first;
2000                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2001                           XEXP (temp, 0) = i1;
2002                         }
2003
2004                       temp = p;
2005                       delete_insn (p);
2006                       p = NEXT_INSN (p);
2007
2008                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2009                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2010                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2011                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2012                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2013                          insn stream.  */
2014                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2015                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2016                     }
2017
2018                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2019                   threshold -= 3;
2020                 }
2021
2022               /* Any other movable that loads the same register
2023                  MUST be moved.  */
2024               already_moved[regno] = 1;
2025
2026               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2027               regs->array[regno].moved_once = 1;
2028
2029               /* The reg set here is now invariant.  */
2030               if (! m->partial)
2031                 regs->array[regno].set_in_loop = 0;
2032
2033               m->done = 1;
2034
2035               /* Change the length-of-life info for the register
2036                  to say it lives at least the full length of this loop.
2037                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2038
2039               if (REGNO_FIRST_LUID (regno) > INSN_LUID (loop_start))
2040                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2041                    We can't use the moved insn because it is out of range
2042                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2043                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2044               if (REGNO_LAST_LUID (regno) < INSN_LUID (loop_end))
2045                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (loop_end);
2046
2047               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2048
2049               if (! m->partial)
2050                 for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
2051                   if (m1->match == m)
2052                     {
2053                       rtx temp;
2054
2055                       /* Schedule the reg loaded by M1
2056                          for replacement so that shares the reg of M.
2057                          If the modes differ (only possible in restricted
2058                          circumstances, make a SUBREG.
2059
2060                          Note this assumes that the target dependent files
2061                          treat REG and SUBREG equally, including within
2062                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2063                          predicates since we never verify that replacing the
2064                          original register with a SUBREG results in a
2065                          recognizable insn.  */
2066                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2067                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2068                       else
2069                         reg_map[m1->regno]
2070                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2071                                                 m->set_dest);
2072
2073                       /* Get rid of the matching insn
2074                          and prevent further processing of it.  */
2075                       m1->done = 1;
2076
2077                       /* if library call, delete all insn except last, which
2078                          is deleted below */
2079                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2080                                                  NULL_RTX)))
2081                         {
2082                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2083                                temp = NEXT_INSN (temp))
2084                             delete_insn (temp);
2085                         }
2086                       delete_insn (m1->insn);
2087
2088                       /* Any other movable that loads the same register
2089                          MUST be moved.  */
2090                       already_moved[m1->regno] = 1;
2091
2092                       /* The reg merged here is now invariant,
2093                          if the reg it matches is invariant.  */
2094                       if (! m->partial)
2095                         regs->array[m1->regno].set_in_loop = 0;
2096                     }
2097             }
2098           else if (loop_dump_stream)
2099             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2100         }
2101       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2102         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2103
2104       if (loop_dump_stream)
2105         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2106     }
2107
2108   if (new_start == 0)
2109     new_start = loop_start;
2110
2111   /* Go through all the instructions in the loop, making
2112      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2113   for (p = new_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2114     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2115         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2116       {
2117         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2118         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2119         INSN_CODE (p) = -1;
2120       }
2121
2122   /* Clean up.  */
2123   free (reg_map);
2124   free (already_moved);
2125 }
2126
2127
2128 static void
2129 loop_movables_add (movables, m)
2130      struct loop_movables *movables;
2131      struct movable *m;
2132 {
2133   if (movables->head == 0)
2134     movables->head = m;
2135   else
2136     movables->last->next = m;
2137   movables->last = m;
2138 }
2139
2140
2141 static void
2142 loop_movables_free (movables)
2143      struct loop_movables *movables;
2144 {
2145   struct movable *m;
2146   struct movable *m_next;
2147
2148   for (m = movables->head; m; m = m_next)
2149     {
2150       m_next = m->next;
2151       free (m);
2152     }
2153 }
2154 \f
2155 #if 0
2156 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2157    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2158
2159 static void
2160 replace_call_address (x, reg, addr)
2161      rtx x, reg, addr;
2162 {
2163   register enum rtx_code code;
2164   register int i;
2165   register const char *fmt;
2166
2167   if (x == 0)
2168     return;
2169   code = GET_CODE (x);
2170   switch (code)
2171     {
2172     case PC:
2173     case CC0:
2174     case CONST_INT:
2175     case CONST_DOUBLE:
2176     case CONST:
2177     case SYMBOL_REF:
2178     case LABEL_REF:
2179     case REG:
2180       return;
2181
2182     case SET:
2183       /* Short cut for very common case.  */
2184       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2185       return;
2186
2187     case CALL:
2188       /* Short cut for very common case.  */
2189       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2190       return;
2191
2192     case MEM:
2193       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2194          something is wrong.  */
2195       if (XEXP (x, 0) != reg)
2196         abort ();
2197       XEXP (x, 0) = addr;
2198       return;
2199
2200     default:
2201       break;
2202     }
2203
2204   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2205   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2206     {
2207       if (fmt[i] == 'e')
2208         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2209       else if (fmt[i] == 'E')
2210         {
2211           register int j;
2212           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2213             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2214         }
2215     }
2216 }
2217 #endif
2218 \f
2219 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2220    in the rtx X.  */
2221
2222 static int
2223 count_nonfixed_reads (loop, x)
2224      const struct loop *loop;
2225      rtx x;
2226 {
2227   register enum rtx_code code;
2228   register int i;
2229   register const char *fmt;
2230   int value;
2231
2232   if (x == 0)
2233     return 0;
2234
2235   code = GET_CODE (x);
2236   switch (code)
2237     {
2238     case PC:
2239     case CC0:
2240     case CONST_INT:
2241     case CONST_DOUBLE:
2242     case CONST:
2243     case SYMBOL_REF:
2244     case LABEL_REF:
2245     case REG:
2246       return 0;
2247
2248     case MEM:
2249       return ((loop_invariant_p (loop, XEXP (x, 0)) != 1)
2250               + count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, 0)));
2251
2252     default:
2253       break;
2254     }
2255
2256   value = 0;
2257   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2258   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2259     {
2260       if (fmt[i] == 'e')
2261         value += count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, i));
2262       if (fmt[i] == 'E')
2263         {
2264           register int j;
2265           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2266             value += count_nonfixed_reads (loop, XVECEXP (x, i, j));
2267         }
2268     }
2269   return value;
2270 }
2271 \f
2272 /* Scan a loop setting the elements `cont', `vtop', `loops_enclosed',
2273    `has_call', `has_nonconst_call', `has_volatile', `has_tablejump',
2274    `unknown_address_altered', `unknown_constant_address_altered', and
2275    `num_mem_sets' in LOOP.  Also, fill in the array `mems' and the
2276    list `store_mems' in LOOP.  */
2277
2278 static void
2279 prescan_loop (loop)
2280      struct loop *loop;
2281 {
2282   register int level = 1;
2283   rtx insn;
2284   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
2285   rtx start = loop->start;
2286   rtx end = loop->end;
2287   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2288      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2289      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2290      might end up between the two.  */
2291   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2292
2293   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2294   loop_info->pre_header_has_call = 0;
2295   loop_info->has_call = 0;
2296   loop_info->has_nonconst_call = 0;
2297   loop_info->has_volatile = 0;
2298   loop_info->has_tablejump = 0;
2299   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2300   loop->level = 1;
2301
2302   loop_info->unknown_address_altered = 0;
2303   loop_info->unknown_constant_address_altered = 0;
2304   loop_info->store_mems = NULL_RTX;
2305   loop_info->first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2306   loop_info->mems_idx = 0;
2307   loop_info->num_mem_sets = 0;
2308
2309
2310   for (insn = start; insn && GET_CODE (insn) != CODE_LABEL;
2311        insn = PREV_INSN (insn))
2312     {
2313       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2314         {
2315           loop_info->pre_header_has_call = 1;
2316           break;
2317         }
2318     }
2319
2320   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2321        insn = NEXT_INSN (insn))
2322     {
2323       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2324         {
2325           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2326             {
2327               ++level;
2328               /* Count number of loops contained in this one.  */
2329               loop->level++;
2330             }
2331           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2332             {
2333               --level;
2334             }
2335         }
2336       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2337         {
2338           if (! CONST_CALL_P (insn))
2339             {
2340               loop_info->unknown_address_altered = 1;
2341               loop_info->has_nonconst_call = 1;
2342             }
2343           loop_info->has_call = 1;
2344         }
2345       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2346         {
2347           rtx label1 = NULL_RTX;
2348           rtx label2 = NULL_RTX;
2349
2350           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2351             loop_info->has_volatile = 1;
2352
2353           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2354               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2355                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2356             loop_info->has_tablejump = 1;
2357
2358           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored, loop_info);
2359           if (! loop_info->first_loop_store_insn && loop_info->store_mems)
2360             loop_info->first_loop_store_insn = insn;
2361
2362           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets
2363               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2364               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2365               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2366             {
2367               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2368                 {
2369                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2370                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2371                 }
2372               else
2373                 {
2374                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2375                 }
2376
2377               do
2378                 {
2379                   if (label1 && label1 != pc_rtx)
2380                     {
2381                       if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2382                         {
2383                           /* Something tricky.  */
2384                           loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2385                           break;
2386                         }
2387                       else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2388                                && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2389                         {
2390                           /* A jump outside the current loop.  */
2391                           loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2392                           break;
2393                         }
2394                     }
2395
2396                   label1 = label2;
2397                   label2 = NULL_RTX;
2398                 }
2399               while (label1);
2400             }
2401         }
2402       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2403         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2404     }
2405
2406   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2407   if (/* An exception thrown by a called function might land us
2408          anywhere.  */
2409       ! loop_info->has_nonconst_call
2410       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2411          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2412          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2413          require actual function calls.  */
2414       && ! current_function_calls_alloca
2415       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2416          end.  */
2417       && ! loop_info->has_multiple_exit_targets)
2418     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2419          insn = NEXT_INSN (insn))
2420       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, loop_info);
2421
2422   /* BLKmode MEMs are added to LOOP_STORE_MEM as necessary so
2423      that loop_invariant_p and load_mems can use true_dependence
2424      to determine what is really clobbered.  */
2425   if (loop_info->unknown_address_altered)
2426     {
2427       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
2428
2429       loop_info->store_mems
2430         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
2431     }
2432   if (loop_info->unknown_constant_address_altered)
2433     {
2434       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
2435
2436       RTX_UNCHANGING_P (mem) = 1;
2437       loop_info->store_mems
2438         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
2439     }
2440 }
2441 \f
2442 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2443    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2444    to from outside the loop.  */
2445
2446 static void
2447 find_and_verify_loops (f, loops)
2448      rtx f;
2449      struct loops *loops;
2450 {
2451   rtx insn;
2452   rtx label;
2453   int num_loops;
2454   struct loop *current_loop;
2455   struct loop *next_loop;
2456   struct loop *loop;
2457
2458   num_loops = loops->num;
2459
2460   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2461
2462   /* If there are jumps to undefined labels,
2463      treat them as jumps out of any/all loops.
2464      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2465   uid_loop[0] = NULL;
2466
2467   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2468      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2469
2470   num_loops = 0;
2471   current_loop = NULL;
2472   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2473     {
2474       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2475         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2476           {
2477           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2478             next_loop = loops->array + num_loops;
2479             next_loop->num = num_loops;
2480             num_loops++;
2481             next_loop->start = insn;
2482             next_loop->outer = current_loop;
2483             current_loop = next_loop;
2484             break;
2485
2486           case NOTE_INSN_SETJMP:
2487             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2488                enclosing loop.  */
2489             for (loop = current_loop; loop; loop = loop->outer)
2490               {
2491                 loop->invalid = 1;
2492                 if (loop_dump_stream)
2493                   fprintf (loop_dump_stream,
2494                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2495                            INSN_UID (loop->start));
2496               }
2497             break;
2498
2499           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2500             current_loop->cont = insn;
2501             break;
2502
2503           case NOTE_INSN_LOOP_VTOP:
2504             current_loop->vtop = insn;
2505             break;
2506
2507           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2508             if (! current_loop)
2509               abort ();
2510
2511             current_loop->end = insn;
2512             current_loop = current_loop->outer;
2513             break;
2514
2515           default:
2516             break;
2517           }
2518
2519       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2520          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2521       uid_loop[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2522     }
2523
2524   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2525      because it can be jumped into from anywhere.  */
2526
2527   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2528     {
2529       for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2530            loop; loop = loop->outer)
2531         loop->invalid = 1;
2532     }
2533
2534   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2535      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2536
2537   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2538     {
2539       for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2540            loop; loop = loop->outer)
2541         loop->invalid = 1;
2542     }
2543
2544   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2545      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2546      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2547      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2548      anywhere.
2549
2550      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2551      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
2552      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2553      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2554      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2555      possible second cse pass.  */
2556
2557   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2558     if (INSN_P (insn))
2559       {
2560         struct loop *this_loop = uid_loop[INSN_UID (insn)];
2561
2562         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2563           {
2564             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2565             if (note)
2566               {
2567                 for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2568                      loop; loop = loop->outer)
2569                   loop->invalid = 1;
2570               }
2571           }
2572
2573         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2574           continue;
2575
2576         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop);
2577
2578         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2579         if (this_loop
2580             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2581                 || (any_uncondjump_p (insn)
2582                     && onlyjump_p (insn)
2583                     && (uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2584                         != this_loop)))
2585             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2586           {
2587             rtx p;
2588             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2589             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
2590             struct loop *dest_loop;
2591             struct loop *outer_loop = NULL;
2592
2593             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2594                or a JUMP_INSN.  */
2595             for (p = PREV_INSN (insn);
2596                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2597                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2598                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2599                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2600                  p = PREV_INSN (p))
2601               ;
2602
2603             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2604                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2605
2606             if (JUMP_LABEL (insn))
2607               {
2608                 dest_loop = uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2609                 if (dest_loop)
2610                   {
2611                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
2612                          outer_loop = outer_loop->outer)
2613                       if (outer_loop == this_loop)
2614                         break;
2615                   }
2616               }
2617
2618             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2619
2620             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2621                 && uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop)
2622               outer_loop = this_loop;
2623
2624             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2625                we have a block of code to try to move.
2626
2627                We look backward and then forward from the target of INSN
2628                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2629                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2630                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2631                and move the block of code to the spot we found.  */
2632
2633             if (! outer_loop
2634                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2635                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2636                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2637                    These always indicate compilation errors.  */
2638                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2639                 && any_condjump_p (p) && onlyjump_p (p)
2640                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
2641                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
2642                    mustn't try.  */
2643                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn),
2644                                          &last_insn_to_move))
2645               {
2646                 rtx target
2647                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2648                 struct loop *target_loop = uid_loop[INSN_UID (target)];
2649                 rtx loc, loc2;
2650
2651                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2652                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2653                       /* Don't move things inside a tablejump.  */
2654                       && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
2655                           || GET_CODE (loc2) != CODE_LABEL
2656                           || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
2657                           || GET_CODE (loc2) != JUMP_INSN
2658                           || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
2659                               && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
2660                       && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
2661                     break;
2662
2663                 if (loc == 0)
2664                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2665                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2666                         /* Don't move things inside a tablejump.  */
2667                         && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
2668                             || GET_CODE (loc2) != CODE_LABEL
2669                             || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
2670                             || GET_CODE (loc2) != JUMP_INSN
2671                             || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
2672                                 && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
2673                         && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
2674                       break;
2675
2676                 if (loc)
2677                   {
2678                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2679                     rtx new_label = get_label_after (p);
2680
2681                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2682                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2683
2684                     /* Verify that uid_loop is large enough and that
2685                        we can invert P.  */
2686                     if (invert_jump (p, new_label, 1))
2687                       {
2688                         rtx q, r;
2689
2690                         /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2691                            one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2692                            path, we'll need to insert an jump around our block
2693                            and a add a BARRIER before TARGET.
2694
2695                            This creates an extra unconditional jump outside
2696                            the loop.  However, the benefits of removing rarely
2697                            executed instructions from inside the loop usually
2698                            outweighs the cost of the extra unconditional jump
2699                            outside the loop.  */
2700                         if (loc == 0)
2701                           {
2702                             rtx temp;
2703
2704                             temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2705                             temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2706                             JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2707                             LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2708                             loc = emit_barrier_before (target);
2709                           }
2710
2711                         /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2712                            block after LOC.  */
2713                         new_label = squeeze_notes (new_label,
2714                                                    last_insn_to_move);
2715                         reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
2716
2717                         /* All those insns are now in TARGET_LOOP.  */
2718                         for (q = new_label;
2719                              q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
2720                              q = NEXT_INSN (q))
2721                           uid_loop[INSN_UID (q)] = target_loop;
2722
2723                         /* The label jumped to by INSN is no longer a loop
2724                            exit.  Unless INSN does not have a label (e.g.,
2725                            it is a RETURN insn), search loop->exit_labels
2726                            to find its label_ref, and remove it.  Also turn
2727                            off LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2728                         if (JUMP_LABEL (insn))
2729                           {
2730                             for (q = 0, r = this_loop->exit_labels;
2731                                  r;
2732                                  q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2733                               if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2734                                 {
2735                                   LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2736                                   if (q)
2737                                     LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2738                                   else
2739                                     this_loop->exit_labels = LABEL_NEXTREF (r);
2740                                   break;
2741                                 }
2742
2743                             for (loop = this_loop; loop && loop != target_loop;
2744                                  loop = loop->outer)
2745                               loop->exit_count--;
2746
2747                             /* If we didn't find it, then something is
2748                                wrong.  */
2749                             if (! r)
2750                               abort ();
2751                           }
2752
2753                         /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2754                            in loop->exit_labels, and marked as such.
2755                            The easiest way to do this is to just call
2756                            mark_loop_jump again for P.  */
2757                         mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop);
2758
2759                         /* If INSN now jumps to the insn after it,
2760                            delete INSN.  */
2761                         if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2762                             && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2763                                 == next_real_insn (insn)))
2764                           delete_insn (insn);
2765                       }
2766
2767                     /* Continue the loop after where the conditional
2768                        branch used to jump, since the only branch insn
2769                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2770                        branch and hence needs no processing.  */
2771                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2772
2773                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2774                       delete_insn (cond_label);
2775
2776                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2777                     insn = PREV_INSN (insn);
2778                   }
2779               }
2780           }
2781       }
2782 }
2783
2784 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2785    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2786
2787    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2788
2789 static void
2790 mark_loop_jump (x, loop)
2791      rtx x;
2792      struct loop *loop;
2793 {
2794   struct loop *dest_loop;
2795   struct loop *outer_loop;
2796   int i;
2797
2798   switch (GET_CODE (x))
2799     {
2800     case PC:
2801     case USE:
2802     case CLOBBER:
2803     case REG:
2804     case MEM:
2805     case CONST_INT:
2806     case CONST_DOUBLE:
2807     case RETURN:
2808       return;
2809
2810     case CONST:
2811       /* There could be a label reference in here.  */
2812       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
2813       return;
2814
2815     case PLUS:
2816     case MINUS:
2817     case MULT:
2818       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
2819       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
2820       return;
2821
2822     case LO_SUM:
2823       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
2824       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
2825       return;
2826
2827     case SIGN_EXTEND:
2828     case ZERO_EXTEND:
2829       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
2830       return;
2831
2832     case LABEL_REF:
2833       dest_loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2834
2835       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2836          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2837          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2838          false.  */
2839
2840       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
2841          since this does not count as a loop exit.  */
2842       if (dest_loop)
2843         {
2844           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
2845                outer_loop = outer_loop->outer)
2846             if (outer_loop == loop)
2847               break;
2848         }
2849       else
2850         outer_loop = NULL;
2851
2852       if (loop && ! outer_loop)
2853         {
2854           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
2855           LABEL_NEXTREF (x) = loop->exit_labels;
2856           loop->exit_labels = x;
2857
2858           for (outer_loop = loop;
2859                outer_loop && outer_loop != dest_loop;
2860                outer_loop = outer_loop->outer)
2861             outer_loop->exit_count++;
2862         }
2863
2864       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
2865          by it, it invalidates at least one loop.  */
2866
2867       if (! dest_loop)
2868         return;
2869
2870       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
2871          label, except those that also contain the jump insn.  */
2872
2873       for (; dest_loop; dest_loop = dest_loop->outer)
2874         {
2875           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
2876           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
2877             if (dest_loop == outer_loop)
2878               return;
2879
2880           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
2881           if (loop_dump_stream && ! dest_loop->invalid)
2882             fprintf (loop_dump_stream,
2883                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
2884                      INSN_UID (dest_loop->start));
2885
2886           dest_loop->invalid = 1;
2887         }
2888       return;
2889
2890     case SET:
2891       /* If this is not setting pc, ignore.  */
2892       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
2893         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop);
2894       return;
2895
2896     case IF_THEN_ELSE:
2897       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
2898       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop);
2899       return;
2900
2901     case PARALLEL:
2902     case ADDR_VEC:
2903       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
2904         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop);
2905       return;
2906
2907     case ADDR_DIFF_VEC:
2908       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
2909         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop);
2910       return;
2911
2912     default:
2913       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
2914          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
2915          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
2916          loop and any containing loops as invalid.  */
2917       if (loop)
2918         {
2919           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
2920             {
2921               if (loop_dump_stream && ! outer_loop->invalid)
2922                 fprintf (loop_dump_stream,
2923                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
2924                          INSN_UID (outer_loop->start));
2925               outer_loop->invalid = 1;
2926             }
2927         }
2928       return;
2929     }
2930 }
2931 \f
2932 /* Return nonzero if there is a label in the range from
2933    insn INSN to and including the insn whose luid is END
2934    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
2935    been previously created by loop.c).  */
2936
2937 static int
2938 labels_in_range_p (insn, end)
2939      rtx insn;
2940      int end;
2941 {
2942   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
2943     {
2944       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
2945         return 1;
2946       insn = NEXT_INSN (insn);
2947     }
2948
2949   return 0;
2950 }
2951
2952 /* Record that a memory reference X is being set.  */
2953
2954 static void
2955 note_addr_stored (x, y, data)
2956      rtx x;
2957      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
2958      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
2959 {
2960   struct loop_info *loop_info = data;
2961
2962   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
2963     return;
2964
2965   /* Count number of memory writes.
2966      This affects heuristics in strength_reduce.  */
2967   loop_info->num_mem_sets++;
2968
2969   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
2970   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
2971     {
2972       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
2973         loop_info->unknown_constant_address_altered = 1;
2974       else
2975         loop_info->unknown_address_altered = 1;
2976
2977       return;
2978     }
2979
2980   loop_info->store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x,
2981                                              loop_info->store_mems);
2982 }
2983
2984 /* X is a value modified by an INSN that references a biv inside a loop
2985    exit test (ie, X is somehow related to the value of the biv).  If X
2986    is a pseudo that is used more than once, then the biv is (effectively)
2987    used more than once.  DATA is a pointer to a loop_regs structure.  */
2988
2989 static void
2990 note_set_pseudo_multiple_uses (x, y, data)
2991      rtx x;
2992      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
2993      void *data;
2994 {
2995   struct loop_regs *regs = (struct loop_regs *) data;
2996
2997   if (x == 0)
2998     return;
2999
3000   while (GET_CODE (x) == STRICT_LOW_PART
3001          || GET_CODE (x) == SIGN_EXTRACT
3002          || GET_CODE (x) == ZERO_EXTRACT
3003          || GET_CODE (x) == SUBREG)
3004     x = XEXP (x, 0);
3005
3006   if (GET_CODE (x) != REG || REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3007     return;
3008
3009   /* If we do not have usage information, or if we know the register
3010      is used more than once, note that fact for check_dbra_loop.  */
3011   if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop
3012       || ! regs->array[REGNO (x)].single_usage
3013       || regs->array[REGNO (x)].single_usage == const0_rtx)
3014     regs->multiple_uses = 1;
3015 }
3016 \f
3017 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3018
3019    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3020
3021    A memory ref is invariant if it is not volatile and does not conflict
3022    with anything stored in `loop_info->store_mems'.  */
3023
3024 int
3025 loop_invariant_p (loop, x)
3026      const struct loop *loop;
3027      register rtx x;
3028 {
3029   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3030   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3031   register int i;
3032   register enum rtx_code code;
3033   register const char *fmt;
3034   int conditional = 0;
3035   rtx mem_list_entry;
3036
3037   if (x == 0)
3038     return 1;
3039   code = GET_CODE (x);
3040   switch (code)
3041     {
3042     case CONST_INT:
3043     case CONST_DOUBLE:
3044     case SYMBOL_REF:
3045     case CONST:
3046       return 1;
3047
3048     case LABEL_REF:
3049       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3050          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3051          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3052          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3053          the address of this label into a register might get moved outside
3054          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3055
3056          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3057          labels.  */
3058       if (flag_unroll_loops)
3059         return 0;
3060       else
3061         return 1;
3062
3063     case PC:
3064     case CC0:
3065     case UNSPEC_VOLATILE:
3066       return 0;
3067
3068     case REG:
3069       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3070          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3071
3072       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3073            || x == arg_pointer_rtx)
3074           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3075         return 1;
3076
3077       if (LOOP_INFO (loop)->has_call
3078           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3079         return 0;
3080
3081       if (regs->array[REGNO (x)].set_in_loop < 0)
3082         return 2;
3083
3084       return regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == 0;
3085
3086     case MEM:
3087       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3088          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3089          will be rejected also.  */
3090       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3091         return 0;
3092
3093       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3094       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
3095       while (mem_list_entry)
3096         {
3097           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3098                                x, rtx_varies_p))
3099             return 0;
3100
3101           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3102         }
3103
3104       /* It's not invalidated by a store in memory
3105          but we must still verify the address is invariant.  */
3106       break;
3107
3108     case ASM_OPERANDS:
3109       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3110       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3111         return 0;
3112       break;
3113
3114     default:
3115       break;
3116     }
3117
3118   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3119   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3120     {
3121       if (fmt[i] == 'e')
3122         {
3123           int tem = loop_invariant_p (loop, XEXP (x, i));
3124           if (tem == 0)
3125             return 0;
3126           if (tem == 2)
3127             conditional = 1;
3128         }
3129       else if (fmt[i] == 'E')
3130         {
3131           register int j;
3132           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3133             {
3134               int tem = loop_invariant_p (loop, XVECEXP (x, i, j));
3135               if (tem == 0)
3136                 return 0;
3137               if (tem == 2)
3138                 conditional = 1;
3139             }
3140
3141         }
3142     }
3143
3144   return 1 + conditional;
3145 }
3146 \f
3147 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3148    are INSN and the immediately following insns,
3149    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3150    (not counting uses of REG in them).
3151
3152    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3153
3154    We assume that INSN itself is the first set of REG
3155    and that its source is invariant.  */
3156
3157 static int
3158 consec_sets_invariant_p (loop, reg, n_sets, insn)
3159      const struct loop *loop;
3160      int n_sets;
3161      rtx reg, insn;
3162 {
3163   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3164   rtx p = insn;
3165   unsigned int regno = REGNO (reg);
3166   rtx temp;
3167   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3168   int count = n_sets - 1;
3169   int old = regs->array[regno].set_in_loop;
3170   int value = 0;
3171   int this;
3172
3173   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3174   if (n_sets == 127)
3175     return 0;
3176
3177   regs->array[regno].set_in_loop = 0;
3178
3179   while (count > 0)
3180     {
3181       register enum rtx_code code;
3182       rtx set;
3183
3184       p = NEXT_INSN (p);
3185       code = GET_CODE (p);
3186
3187       /* If library call, skip to end of it.  */
3188       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3189         p = XEXP (temp, 0);
3190
3191       this = 0;
3192       if (code == INSN
3193           && (set = single_set (p))
3194           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3195           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3196         {
3197           this = loop_invariant_p (loop, SET_SRC (set));
3198           if (this != 0)
3199             value |= this;
3200           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3201             {
3202               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3203                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3204                  notes are OK.  */
3205               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3206                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3207                           && loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0))));
3208               if (this != 0)
3209                 value |= this;
3210             }
3211         }
3212       if (this != 0)
3213         count--;
3214       else if (code != NOTE)
3215         {
3216           regs->array[regno].set_in_loop = old;
3217           return 0;
3218         }
3219     }
3220
3221   regs->array[regno].set_in_loop = old;
3222   /* If loop_invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3223   return 1 + (value & 2);
3224 }
3225
3226 #if 0
3227 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3228    to be moved, so we no longer test it.  */
3229
3230 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3231    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3232
3233 static int
3234 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3235      rtx reg, insn;
3236      short *table;
3237 {
3238   register rtx p = insn;
3239   register int regno = REGNO (reg);
3240
3241   while (1)
3242     {
3243       register enum rtx_code code;
3244       p = NEXT_INSN (p);
3245       code = GET_CODE (p);
3246       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3247         return 1;
3248       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3249           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3250           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3251         {
3252           if (! loop_invariant_p (loop, SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3253             return 0;
3254         }
3255     }
3256 }
3257 #endif /* 0 */
3258 \f
3259 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3260    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3261    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3262
3263 static void
3264 find_single_use_in_loop (regs, insn, x)
3265      struct loop_regs *regs;
3266      rtx insn;
3267      rtx x;
3268 {
3269   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3270   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3271   int i, j;
3272
3273   if (code == REG)
3274     regs->array[REGNO (x)].single_usage
3275       = (regs->array[REGNO (x)].single_usage != 0
3276          && regs->array[REGNO (x)].single_usage != insn)
3277         ? const0_rtx : insn;
3278
3279   else if (code == SET)
3280     {
3281       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3282          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3283          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3284          for it.  */
3285       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3286         find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_DEST (x));
3287       find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_SRC (x));
3288     }
3289   else
3290     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3291       {
3292         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3293           find_single_use_in_loop (regs, insn, XEXP (x, i));
3294         else if (fmt[i] == 'E')
3295           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3296             find_single_use_in_loop (regs, insn, XVECEXP (x, i, j));
3297       }
3298 }
3299 \f
3300 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3301    REGS->array[I].MAY_NOT_OPTIMIZE and LAST_SET for any register I set
3302    in X.  */
3303
3304 static void
3305 count_one_set (regs, insn, x, last_set)
3306      struct loop_regs *regs;
3307      rtx insn, x;
3308      rtx *last_set;
3309 {
3310   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3311     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3312        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3313     regs->array[REGNO (XEXP (x, 0))].may_not_optimize = 1;
3314
3315   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3316     {
3317       rtx dest = SET_DEST (x);
3318       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3319              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3320              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3321              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3322         dest = XEXP (dest, 0);
3323       if (GET_CODE (dest) == REG)
3324         {
3325           register int regno = REGNO (dest);
3326           /* If this is the first setting of this reg
3327              in current basic block, and it was set before,
3328              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3329              be moved out of the loop.  */
3330           if (regs->array[regno].set_in_loop > 0
3331               && last_set == 0)
3332             regs->array[regno].may_not_optimize = 1;
3333           /* If this is not first setting in current basic block,
3334              see if reg was used in between previous one and this.
3335              If so, neither one can be moved.  */
3336           if (last_set[regno] != 0
3337               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3338             regs->array[regno].may_not_optimize = 1;
3339           if (regs->array[regno].set_in_loop < 127)
3340             ++regs->array[regno].set_in_loop;
3341           last_set[regno] = insn;
3342         }
3343     }
3344 }
3345 \f
3346 /* Given a loop that is bounded by LOOP->START and LOOP->END and that
3347    is entered at LOOP->SCAN_START, return 1 if the register set in SET
3348    contained in insn INSN is used by any insn that precedes INSN in
3349    cyclic order starting from the loop entry point.
3350
3351    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3352    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3353    from an inner loop past two loops.  */
3354
3355 static int
3356 loop_reg_used_before_p (loop, set, insn)
3357      const struct loop *loop;
3358      rtx set, insn;
3359 {
3360   rtx reg = SET_DEST (set);
3361   rtx p;
3362
3363   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3364      are done.  Otherwise, if we hit LOOP->END, wrap around to LOOP->START.  */
3365   for (p = loop->scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3366     {
3367       if (INSN_P (p) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3368         return 1;
3369
3370       if (p == loop->end)
3371         p = loop->start;
3372     }
3373
3374   return 0;
3375 }
3376 \f
3377 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3378    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3379 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3380    value is a linear function of a biv.  */
3381
3382 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3383    Givs by `general_induction_var'.  */
3384
3385 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3386
3387 static rtx note_insn;
3388
3389 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3390
3391 static rtx addr_placeholder;
3392
3393 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3394    for the strength reduction code.  */
3395
3396 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3397    bivs, may cause problems.  */
3398
3399 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3400    performance problems.
3401
3402    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3403    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3404    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3405    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3406    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3407    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3408
3409 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3410    positive.  */
3411
3412 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3413    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3414    e.g. the VAX acb insn.  */
3415
3416 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3417    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3418    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3419 \f
3420 /* Scan the loop body and call FNCALL for each insn.  In the addition to the
3421    LOOP and INSN parameters pass MAYBE_MULTIPLE and NOT_EVERY_ITERATION to the
3422    callback.
3423
3424    NOT_EVERY_ITERATION if current insn is not executed at least once for every
3425    loop iteration except for the last one.
3426
3427    MAYBE_MULTIPLE is 1 if current insn may be executed more than once for every
3428    loop iteration.
3429  */
3430 void
3431 for_each_insn_in_loop (loop, fncall)
3432      struct loop *loop;
3433      loop_insn_callback fncall;
3434 {
3435   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3436      iteration.  */
3437   int not_every_iteration = 0;
3438   int maybe_multiple = 0;
3439   int past_loop_latch = 0;
3440   int loop_depth = 0;
3441   rtx p;
3442
3443   /* If loop_scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3444      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3445   if (prev_nonnote_insn (loop->scan_start) != prev_nonnote_insn (loop->start))
3446     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (loop, loop->scan_start);
3447
3448   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3449
3450   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
3451        p != NULL_RTX;
3452        p = next_insn_in_loop (loop, p))
3453     {
3454       p = fncall (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple);
3455
3456       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3457          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3458          jump insn between here and the end of the loop either
3459          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3460          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3461
3462       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3463         {
3464           rtx insn = p;
3465
3466           maybe_multiple = 0;
3467
3468           while (1)
3469             {
3470               insn = NEXT_INSN (insn);
3471               if (insn == loop->scan_start)
3472                 break;
3473               if (insn == loop->end)
3474                 {
3475                   if (loop->top != 0)
3476                     insn = loop->top;
3477                   else
3478                     break;
3479                   if (insn == loop->scan_start)
3480                     break;
3481                 }
3482
3483               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3484                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3485                   && (!any_condjump_p (insn)
3486                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3487                           && JUMP_LABEL (insn) != loop->scan_start
3488                           && !loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3489                 {
3490                   maybe_multiple = 1;
3491                   break;
3492                 }
3493             }
3494         }
3495
3496       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3497          on whether they will be executed during each iteration.  */
3498       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3499          code in scan_loop.  */
3500       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3501       /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3502          beginning, don't set not_every_iteration for that.
3503          This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3504          will be executed if the loop is executed.  */
3505           && !(JUMP_LABEL (p) == loop->top
3506              && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
3507                   && any_uncondjump_p (p))
3508                  || (NEXT_INSN (p) == loop->end && any_condjump_p (p)))))
3509         {
3510           rtx label = 0;
3511
3512           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3513              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3514              loop->exits_labels list.  */
3515
3516           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3517             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3518               break;
3519
3520           if (!label)
3521             not_every_iteration = 1;
3522         }
3523
3524       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3525         {
3526           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3527              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3528              even though the exit code has been duplicated.
3529
3530              Insns are also again known to be executed each iteration at
3531              the LOOP_CONT note.  */
3532           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3533                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3534               && loop_depth == 0)
3535             not_every_iteration = 0;
3536           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3537             loop_depth++;
3538           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3539             loop_depth--;
3540         }
3541
3542       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
3543          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
3544          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
3545          a new loop iteration.
3546
3547          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
3548          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
3549          which immediately follows LOOP_START.  */
3550       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3551           && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop->start))
3552         past_loop_latch = 1;
3553
3554       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3555          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3556          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3557          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3558
3559          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3560          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
3561          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
3562          executed each iteration.  */
3563
3564       if (not_every_iteration
3565           && !past_loop_latch
3566           && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3567           && no_labels_between_p (p, loop->end)
3568           && loop_insn_first_p (p, loop->cont))
3569         not_every_iteration = 0;
3570     }
3571 }
3572 \f
3573 static void
3574 loop_bivs_find (loop)
3575      struct loop *loop;
3576 {
3577   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3578   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3579   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
3580   struct iv_class *bl, **backbl;
3581
3582   ivs->list = 0;
3583
3584   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_bivs);
3585
3586   /* Scan ivs->list to remove all regs that proved not to be bivs.
3587      Make a sanity check against regs->n_times_set.  */
3588   for (backbl = &ivs->list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3589     {
3590       if (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
3591           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3592           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3593           || regs->array[bl->regno].n_times_set != bl->biv_count
3594           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3595              move.  So leave it alone.  */
3596           || ! bl->incremented)
3597         {
3598           if (loop_dump_stream)
3599             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: discarded, %s\n",
3600                      bl->regno,
3601                      (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
3602                       ? "not induction variable"
3603                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3604                          : "count error")));
3605
3606           REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3607           *backbl = bl->next;
3608         }
3609       else
3610         {
3611           backbl = &bl->next;
3612
3613           if (loop_dump_stream)
3614             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: verified\n", bl->regno);
3615         }
3616     }
3617 }
3618
3619
3620 /* Determine how BIVS are initialised by looking through pre-header
3621    extended basic block.  */
3622 static void
3623 loop_bivs_init_find (loop)
3624      struct loop *loop;
3625 {
3626   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3627   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
3628   struct iv_class *bl;
3629   int call_seen;
3630   rtx p;
3631
3632   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3633      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3634
3635   call_seen = 0;
3636   for (p = loop->start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3637     {
3638       rtx test;
3639
3640       note_insn = p;
3641
3642       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3643         call_seen = 1;
3644
3645       if (INSN_P (p))
3646         note_stores (PATTERN (p), record_initial, ivs);
3647
3648       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3649          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3650          constants and registers and only certain of those.  */
3651       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3652           && JUMP_LABEL (p) != 0
3653           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop->end)
3654           && (test = get_condition_for_loop (loop, p)) != 0
3655           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3656           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3657           && (bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (XEXP (test, 0)))) != 0
3658           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop->start)
3659           && bl->init_insn == 0)
3660         {
3661           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3662           if (GET_CODE (test) == NE)
3663             {
3664               bl->init_insn = p;
3665               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3666                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3667             }
3668           else
3669             bl->initial_test = test;
3670         }
3671     }
3672 }
3673
3674
3675 /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3676    initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3677    in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3678 static void
3679 loop_bivs_check (loop)
3680      struct loop *loop;
3681 {
3682   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3683   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
3684   struct iv_class *bl;
3685   struct iv_class **backbl;
3686
3687   for (backbl = &ivs->list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3688     {
3689       rtx src;
3690       rtx note;
3691
3692       if (! bl->init_insn)
3693         continue;
3694
3695       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3696          is a constant, use the value of that.  */
3697       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3698            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3699           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3700               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3701         src = XEXP (note, 0);
3702       else
3703         src = SET_SRC (bl->init_set);
3704
3705       if (loop_dump_stream)
3706         fprintf (loop_dump_stream,
3707                  "Biv %d: initialized at insn %d: initial value ",
3708                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3709
3710       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3711            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3712           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn,
3713                                     LOOP_INFO (loop)->pre_header_has_call,
3714                                     loop->start))
3715         {
3716           bl->initial_value = src;
3717
3718           if (loop_dump_stream)
3719             {
3720               print_simple_rtl (loop_dump_stream, src);
3721               fputc ('\n', loop_dump_stream);
3722             }
3723         }
3724       /* If we can't make it a giv,
3725          let biv keep initial value of "itself".  */
3726       else if (loop_dump_stream)
3727         fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
3728     }
3729 }
3730
3731
3732 /* Search the loop for general induction variables.  */
3733
3734 static void
3735 loop_givs_find (loop)
3736      struct loop* loop;
3737 {
3738   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_givs);
3739 }
3740
3741
3742 /* For each giv for which we still don't know whether or not it is
3743    replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
3744    can be calculated.   */
3745
3746 static void
3747 loop_givs_check (loop)
3748      struct loop *loop;
3749 {
3750   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3751   struct iv_class *bl;
3752
3753   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
3754     {
3755       struct induction *v;
3756
3757       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3758         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
3759           check_final_value (loop, v);
3760     }
3761 }
3762
3763
3764 /* Return non-zero if it is possible to eliminate the biv BL provided
3765    all givs are reduced.  This is possible if either the reg is not
3766    used outside the loop, or we can compute what its final value will
3767    be.  */
3768
3769 static int
3770 loop_biv_eliminable_p (loop, bl, threshold, insn_count)
3771      struct loop *loop;
3772      struct iv_class *bl;
3773      int threshold;
3774      int insn_count;
3775 {
3776   /* For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
3777      don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for this
3778      biv.  */
3779
3780 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3781   if (bl->nonneg)
3782     {
3783       if (loop_dump_stream)
3784         fprintf (loop_dump_stream,
3785                  "Cannot eliminate nonneg biv %d.\n", bl->regno);
3786       return 0;
3787     }
3788 #endif
3789
3790   /* Check that biv is used outside loop or if it has a final value.
3791      Compare against bl->init_insn rather than loop->start.  We aren't
3792      concerned with any uses of the biv between init_insn and
3793      loop->start since these won't be affected by the value of the biv
3794      elsewhere in the function, so long as init_insn doesn't use the
3795      biv itself.  */
3796
3797   if ((REGNO_LAST_LUID (bl->regno) < INSN_LUID (loop->end)
3798        && bl->init_insn
3799        && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
3800        && REGNO_FIRST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (bl->init_insn)
3801        && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
3802       || (bl->final_value = final_biv_value (loop, bl)))
3803     return maybe_eliminate_biv (loop, bl, 0, threshold, insn_count);
3804
3805   if (loop_dump_stream)
3806     {
3807       fprintf (loop_dump_stream,
3808                "Cannot eliminate biv %d.\n",
3809                bl->regno);
3810       fprintf (loop_dump_stream,
3811                "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
3812                REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
3813                REGNO_LAST_UID (bl->regno));
3814     }
3815   return 0;
3816 }
3817
3818
3819 /* Reduce each giv of BL that we have decided to reduce.  */
3820
3821 static void
3822 loop_givs_reduce (loop, bl)
3823      struct loop *loop;
3824      struct iv_class *bl;
3825 {
3826   struct induction *v;
3827
3828   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3829     {
3830       struct induction *tv;
3831       if (! v->ignore && v->same == 0)
3832         {
3833           int auto_inc_opt = 0;
3834
3835           /* If the code for derived givs immediately below has already
3836              allocated a new_reg, we must keep it.  */
3837           if (! v->new_reg)
3838             v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
3839
3840 #ifdef AUTO_INC_DEC
3841           /* If the target has auto-increment addressing modes, and
3842              this is an address giv, then try to put the increment
3843              immediately after its use, so that flow can create an
3844              auto-increment addressing mode.  */
3845           if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
3846               && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
3847               /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
3848                  does not have a valid INSN_LUID.  */
3849               && ! bl->reversed
3850               && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
3851               && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
3852             {
3853               /* If other giv's have been combined with this one, then
3854                  this will work only if all uses of the other giv's occur
3855                  before this giv's insn.  This is difficult to check.
3856
3857                  We simplify this by looking for the common case where
3858                  there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
3859                  last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
3860                  increment occurs after the address giv, then we can
3861                  perform the optimization.  (Otherwise, the increment
3862                  would have to go before other_giv, and we would not be
3863                  able to combine it with the address giv to get an
3864                  auto-inc address.)  */
3865               if (v->combined_with)
3866                 {
3867                   struct induction *other_giv = 0;
3868
3869                   for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
3870                     if (tv->same == v)
3871                       {
3872                         if (other_giv)
3873                           break;
3874                         else
3875                           other_giv = tv;
3876                       }
3877                   if (! tv && other_giv
3878                       && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
3879                       && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
3880                           == INSN_UID (v->insn))
3881                       && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
3882                     auto_inc_opt = 1;
3883                 }
3884               /* Check for case where increment is before the address
3885                  giv.  Do this test in "loop order".  */
3886               else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
3887                         && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
3888                             || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
3889                                 > INSN_LUID (loop->scan_start))))
3890                        || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
3891                            && (INSN_LUID (loop->scan_start)
3892                                < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
3893                 auto_inc_opt = -1;
3894               else
3895                 auto_inc_opt = 1;
3896
3897 #ifdef HAVE_cc0
3898               {
3899                 rtx prev;
3900
3901                 /* We can't put an insn immediately after one setting
3902                    cc0, or immediately before one using cc0.  */
3903                 if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
3904                     || (auto_inc_opt == -1
3905                         && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
3906                         && INSN_P (prev)
3907                         && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
3908                   auto_inc_opt = 0;
3909               }
3910 #endif
3911
3912               if (auto_inc_opt)
3913                 v->auto_inc_opt = 1;
3914             }
3915 #endif
3916
3917           /* For each place where the biv is incremented, add an insn
3918              to increment the new, reduced reg for the giv.  */
3919           for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3920             {
3921               rtx insert_before;
3922
3923               if (! auto_inc_opt)
3924                 insert_before = tv->insn;
3925               else if (auto_inc_opt == 1)
3926                 insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
3927               else
3928                 insert_before = v->insn;
3929
3930               if (tv->mult_val == const1_rtx)
3931                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
3932                                               v->new_reg, v->new_reg,
3933                                               0, insert_before);
3934               else /* tv->mult_val == const0_rtx */
3935                 /* A multiply is acceptable here
3936                    since this is presumed to be seldom executed.  */
3937                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
3938                                               v->add_val, v->new_reg,
3939                                               0, insert_before);
3940             }
3941
3942           /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
3943
3944           loop_iv_add_mult_hoist (loop,
3945                                   extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
3946                                   v->mult_val, v->add_val, v->new_reg);
3947         }
3948     }
3949 }
3950
3951
3952 /* Check for givs whose first use is their definition and whose
3953    last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
3954    dead and should not be used to derive another giv nor to
3955    eliminate a biv.  */
3956
3957 static void
3958 loop_givs_dead_check (loop, bl)
3959      struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED;
3960      struct iv_class *bl;
3961 {
3962   struct induction *v;
3963
3964   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3965     {
3966       if (v->ignore
3967           || (v->same && v->same->ignore))
3968         continue;
3969
3970       if (v->giv_type == DEST_REG
3971           && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
3972         {
3973           struct induction *v1;
3974
3975           for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
3976             if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
3977               v->maybe_dead = 1;
3978         }
3979     }
3980 }
3981
3982
3983 static void
3984 loop_givs_rescan (loop, bl, reg_map)
3985      struct loop *loop;
3986      struct iv_class *bl;
3987      rtx *reg_map;
3988 {
3989   struct induction *v;
3990
3991   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3992     {
3993       if (v->same && v->same->ignore)
3994         v->ignore = 1;
3995
3996       if (v->ignore)
3997         continue;
3998
3999       /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4000          replaced.  */
4001       if (v->same)
4002         v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4003                                   v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4004
4005       /* See if this register is known to be a pointer to something.  If
4006          so, see if we can find the alignment.  First see if there is a
4007          destination register that is a pointer.  If so, this shares the
4008          alignment too.  Next see if we can deduce anything from the
4009          computational information.  If not, and this is a DEST_ADDR
4010          giv, at least we know that it's a pointer, though we don't know
4011          the alignment.  */
4012       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG
4013           && v->giv_type == DEST_REG
4014           && REG_POINTER (v->dest_reg))
4015         mark_reg_pointer (v->new_reg,
4016                           REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->dest_reg)));
4017       else if (GET_CODE (v->new_reg) == REG
4018                && REG_POINTER (v->src_reg))
4019         {
4020           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->src_reg));
4021
4022           if (align == 0
4023               || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4024               || INTVAL (v->add_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
4025             align = 0;
4026
4027           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
4028         }
4029       else if (GET_CODE (v->new_reg) == REG
4030                && GET_CODE (v->add_val) == REG
4031                && REG_POINTER (v->add_val))
4032         {
4033           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->add_val));
4034
4035           if (align == 0 || GET_CODE (v->mult_val) != CONST_INT
4036               || INTVAL (v->mult_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
4037             align = 0;
4038
4039           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
4040         }
4041       else if (GET_CODE (v->new_reg) == REG && v->giv_type == DEST_ADDR)
4042         mark_reg_pointer (v->new_reg, 0);
4043
4044       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4045         /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4046            this giv.  */
4047         validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4048       else if (v->replaceable)
4049         {
4050           reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4051         }
4052       else
4053         {
4054           /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4055              the reduced giv, same as above.  */
4056           loop_insn_emit_after (loop, 0, v->insn,
4057                                 gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg));
4058         }
4059
4060       /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4061          biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4062          correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4063          not replaceable.  The correct final value is the same as the
4064          value that the giv starts the reversed loop with.  */
4065       if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4066         loop_iv_add_mult_sink (loop,
4067                                extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
4068                                v->mult_val, v->add_val, v->dest_reg);
4069       else if (v->final_value)
4070         loop_insn_sink_or_swim (loop,
4071                                 gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value));
4072
4073       if (loop_dump_stream)
4074         {
4075           fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4076                    INSN_UID (v->insn));
4077           print_simple_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4078           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4079         }
4080     }
4081 }
4082
4083
4084 static int
4085 loop_giv_reduce_benefit (loop, bl, v, test_reg)
4086      struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED;
4087      struct iv_class *bl;
4088      struct induction *v;
4089      rtx test_reg;
4090 {
4091   int add_cost;
4092   int benefit;
4093
4094   benefit = v->benefit;
4095   PUT_MODE (test_reg, v->mode);
4096   add_cost = iv_add_mult_cost (bl->biv->add_val, v->mult_val,
4097                                test_reg, test_reg);
4098
4099   /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert a
4100      move-insn to replace the insn that calculates this giv.  Don't do
4101      this unless the giv is a user variable, since it will often be
4102      marked non-replaceable because of the duplication of the exit
4103      code outside the loop.  In such a case, the copies we insert are
4104      dead and will be deleted.  So they don't have a cost.  Similar
4105      situations exist.  */
4106   /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job of
4107      finding replaceable giv's, and hence this code may no longer be
4108      necessary.  */
4109   if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4110       && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4111     benefit -= copy_cost;
4112
4113   /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will insert
4114      to increment the reduced reg for the giv.  ??? This can
4115      overestimate the run-time cost of the additional insns, e.g. if
4116      there are multiple basic blocks that increment the biv, but only
4117      one of these blocks is executed during each iteration.  There is
4118      no good way to detect cases like this with the current structure
4119      of the loop optimizer.  This code is more accurate for
4120      determining code size than run-time benefits.  */
4121   benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4122
4123   /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4124      unchanged (recompute it from the biv each time it is used).  This
4125      decision can be made independently for each giv.  */
4126
4127 #ifdef AUTO_INC_DEC
4128   /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4129      new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4130      add_cost that was done above).  */
4131   if (v->giv_type == DEST_ADDR
4132       /* Increasing the benefit is risky, since this is only a guess.
4133          Avoid increasing register pressure in cases where there would
4134          be no other benefit from reducing this giv.  */
4135       && benefit > 0
4136       && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4137     {
4138       int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (v->mem));
4139
4140       if (HAVE_POST_INCREMENT
4141           && INTVAL (v->mult_val) == size)
4142         benefit += add_cost * bl->biv_count;
4143       else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4144                && INTVAL (v->mult_val) == size)
4145         benefit += add_cost * bl->biv_count;
4146       else if (HAVE_POST_DECREMENT
4147                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
4148         benefit += add_cost * bl->biv_count;
4149       else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4150                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
4151         benefit += add_cost * bl->biv_count;
4152     }
4153 #endif
4154
4155   return benefit;
4156 }
4157
4158
4159 /* Free IV structures for LOOP.  */
4160
4161 static void
4162 loop_ivs_free (loop)
4163      struct loop *loop;
4164 {
4165   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4166   struct iv_class *iv = ivs->list;
4167
4168   free (ivs->regs);
4169
4170   while (iv)
4171     {
4172       struct iv_class *next = iv->next;
4173       struct induction *induction;
4174       struct induction *next_induction;
4175
4176       for (induction = iv->biv; induction; induction = next_induction)
4177         {
4178           next_induction = induction->next_iv;
4179           free (induction);
4180         }
4181       for (induction = iv->giv; induction; induction = next_induction)
4182         {
4183           next_induction = induction->next_iv;
4184           free (induction);
4185         }
4186
4187       free (iv);
4188       iv = next;
4189     }
4190 }
4191
4192
4193 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
4194
4195    Pseudo registers created during this function will be beyond the
4196    last valid index in several tables including
4197    REGS->ARRAY[I].N_TIMES_SET and REGNO_LAST_UID.  This does not cause a
4198    problem here, because the added registers cannot be givs outside of
4199    their loop, and hence will never be reconsidered.  But scan_loop
4200    must check regnos to make sure they are in bounds.  */
4201
4202 static void
4203 strength_reduce (loop, insn_count, flags)
4204      struct loop *loop;
4205      int insn_count;
4206      int flags;
4207 {
4208   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
4209   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
4210   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4211   rtx p;
4212   /* Temporary list pointer for traversing ivs->list.  */
4213   struct iv_class *bl;
4214   /* Ratio of extra register life span we can justify
4215      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
4216      since in that case saving an insn makes more difference
4217      and more registers are available.  */
4218   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
4219   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
4220   /* Map of pseudo-register replacements.  */
4221   rtx *reg_map = NULL;
4222   int reg_map_size;
4223   int unrolled_insn_copies = 0;
4224   rtx test_reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
4225
4226   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
4227
4228   ivs->n_regs = max_reg_before_loop;
4229   ivs->regs = (struct iv *) xcalloc (ivs->n_regs, sizeof (struct iv));
4230
4231   /* Find all BIVs in loop.  */
4232   loop_bivs_find (loop);
4233
4234   /* Exit if there are no bivs.  */
4235   if (! ivs->list)
4236     {
4237       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
4238          strength reduction info available.  */
4239       if (flags & LOOP_UNROLL)
4240         unroll_loop (loop, insn_count, 0);
4241
4242       loop_ivs_free (loop);
4243       return;
4244     }
4245
4246   /* Determine how BIVS are initialised by looking through pre-header
4247      extended basic block.  */
4248   loop_bivs_init_find (loop);
4249
4250   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
4251      initial value from any initializing insns set up above.  */
4252   loop_bivs_check (loop);
4253
4254   /* Search the loop for general induction variables.  */
4255   loop_givs_find (loop);
4256
4257   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4258      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4259      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4260      fail if the iteration variable is a giv.  */
4261   loop_iterations (loop);
4262
4263   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4264      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4265      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4266      so that final_giv_value will work correctly.  */
4267   loop_givs_check (loop);
4268
4269   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4270      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4271      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4272   check_dbra_loop (loop, insn_count);
4273
4274   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4275      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4276      ivs->reg_iv_type for a suitable size.  */
4277   reg_map_size = ivs->n_regs;
4278   reg_map = (rtx *) xcalloc (reg_map_size, sizeof (rtx));
4279
4280   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4281      variable elimination.  */
4282
4283   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4284     {
4285       struct induction *v;
4286       int benefit;
4287
4288       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4289          provided all givs are reduced.  */
4290       bl->eliminable = loop_biv_eliminable_p (loop, bl, threshold, insn_count);
4291
4292       /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
4293          root biv is safe from wrapping in the interior mode.  */
4294       check_ext_dependant_givs (bl, loop_info);
4295
4296       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4297       combine_givs (regs, bl);
4298
4299       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4300          biv have been strength reduced.
4301          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4302       bl->all_reduced = 1;
4303
4304       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4305         {
4306           struct induction *tv;
4307
4308           if (v->ignore || v->same)
4309             continue;
4310
4311           benefit = loop_giv_reduce_benefit (loop, bl, v, test_reg);
4312
4313           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4314              flag, and clear bl->all_reduced.  */
4315
4316           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4317              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4318              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4319              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4320              exit.  */
4321
4322           if (! flag_reduce_all_givs
4323               && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4324               && ! bl->reversed)
4325             {
4326               if (loop_dump_stream)
4327                 fprintf (loop_dump_stream,
4328                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4329                          INSN_UID (v->insn),
4330                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4331               v->ignore = 1;
4332               bl->all_reduced = 0;
4333             }
4334           else
4335             {
4336               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4337                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4338
4339               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4340                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4341                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4342                   {
4343                     if (loop_dump_stream)
4344                       fprintf (loop_dump_stream,
4345                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4346                                INSN_UID (v->insn));
4347                     v->ignore = 1;
4348                     bl->all_reduced = 0;
4349                     break;
4350                   }
4351             }
4352         }
4353
4354       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4355          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4356          dead and should not be used to derive another giv nor to
4357          eliminate a biv.  */
4358       loop_givs_dead_check (loop, bl);
4359
4360       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4361       loop_givs_reduce (loop, bl);
4362
4363       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4364          as not reduced.
4365
4366          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4367          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4368          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4369       loop_givs_rescan (loop, bl, reg_map);
4370
4371       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4372          merit it.  */
4373
4374       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4375          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4376          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4377          combined with.
4378
4379          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where
4380          a giv's new_reg is a complex value that can't be put in the
4381          insn but the giv combined with (with a reg as new_reg) is
4382          marked maybe_dead.  Since the register will be used in either
4383          case, we'd prefer it be used from the simpler giv.  */
4384
4385       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4386         if (! v->maybe_dead && v->same)
4387           v->same->maybe_dead = 0;
4388
4389       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4390          This won't work if ! bl->all_reduced,
4391          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4392
4393          We have to be careful that we didn't initially think we could
4394          eliminate this biv because of a giv that we now think may be
4395          dead and shouldn't be used as a biv replacement.
4396
4397          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4398          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4399          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
4400          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4401          replace it with a compare with a constant will fail.
4402
4403          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4404          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4405          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4406
4407       if (bl->all_reduced == 1 && bl->eliminable
4408           && maybe_eliminate_biv (loop, bl, 1, threshold, insn_count))
4409         {
4410           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4411              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4412              we might want to rewrite it also.  This way some later
4413              pass has more hope of removing the initialization of this
4414              biv entirely.  */
4415
4416           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4417              and we must emit an insn to set it just in case.
4418
4419              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
4420              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
4421              proper final value for such a biv here anyways.  */
4422           if (bl->final_value && ! bl->reversed)
4423               loop_insn_sink_or_swim (loop, gen_move_insn
4424                                       (bl->biv->dest_reg, bl->final_value));
4425
4426           if (loop_dump_stream)
4427             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
4428                      bl->regno);
4429         }
4430     }
4431
4432   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
4433      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
4434
4435   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
4436     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4437         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4438       {
4439         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
4440         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
4441         INSN_CODE (p) = -1;
4442       }
4443
4444   if (loop_info->n_iterations > 0)
4445     {
4446       /* When we completely unroll a loop we will likely not need the increment
4447          of the loop BIV and we will not need the conditional branch at the
4448          end of the loop.  */
4449       unrolled_insn_copies = insn_count - 2;
4450
4451 #ifdef HAVE_cc0
4452       /* When we completely unroll a loop on a HAVE_cc0 machine we will not
4453          need the comparison before the conditional branch at the end of the
4454          loop.  */
4455       unrolled_insn_copies -= 1;
4456 #endif
4457
4458       /* We'll need one copy for each loop iteration.  */
4459       unrolled_insn_copies *= loop_info->n_iterations;
4460
4461       /* A little slop to account for the ability to remove initialization
4462          code, better CSE, and other secondary benefits of completely
4463          unrolling some loops.  */
4464       unrolled_insn_copies -= 1;
4465
4466       /* Clamp the value.  */
4467       if (unrolled_insn_copies < 0)
4468         unrolled_insn_copies = 0;
4469     }
4470
4471   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
4472      induction variable information that strength_reduce has already
4473      collected.  Always unroll loops that would be as small or smaller
4474      unrolled than when rolled.  */
4475   if ((flags & LOOP_UNROLL)
4476       || (loop_info->n_iterations > 0
4477           && unrolled_insn_copies <= insn_count))
4478     unroll_loop (loop, insn_count, 1);
4479
4480 #ifdef HAVE_doloop_end
4481   if (HAVE_doloop_end && (flags & LOOP_BCT) && flag_branch_on_count_reg)
4482     doloop_optimize (loop);
4483 #endif  /* HAVE_doloop_end  */
4484
4485   if (loop_dump_stream)
4486     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4487
4488   loop_ivs_free (loop);
4489   if (reg_map)
4490     free (reg_map);
4491 }
4492 \f
4493 /*Record all basic induction variables calculated in the insn.  */
4494 static rtx
4495 check_insn_for_bivs (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple)
4496      struct loop *loop;
4497      rtx p;
4498      int not_every_iteration;
4499      int maybe_multiple;
4500 {
4501   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4502   rtx set;
4503   rtx dest_reg;
4504   rtx inc_val;
4505   rtx mult_val;
4506   rtx *location;
4507
4508   if (GET_CODE (p) == INSN
4509       && (set = single_set (p))
4510       && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
4511     {
4512       dest_reg = SET_DEST (set);
4513       if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4514           && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4515           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
4516         {
4517           if (basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
4518                                    GET_MODE (SET_SRC (set)),
4519                                    dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
4520                                    &location))
4521             {
4522               /* It is a possible basic induction variable.
4523                  Create and initialize an induction structure for it.  */
4524
4525               struct induction *v
4526                 = (struct induction *) xmalloc (sizeof (struct induction));
4527
4528               record_biv (loop, v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
4529                           not_every_iteration, maybe_multiple);
4530               REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
4531             }
4532           else if (REGNO (dest_reg) < ivs->n_regs)
4533             REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
4534         }
4535     }
4536   return p;
4537 }
4538 \f
4539 /* Record all givs calculated in the insn.
4540    A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4541    biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4542 static rtx
4543 check_insn_for_givs (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple)
4544      struct loop *loop;
4545      rtx p;
4546      int not_every_iteration;
4547      int maybe_multiple;
4548 {
4549   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
4550
4551   rtx set;
4552   /* Look for a general induction variable in a register.  */
4553   if (GET_CODE (p) == INSN
4554       && (set = single_set (p))
4555       && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4556       && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
4557     {
4558       rtx src_reg;
4559       rtx dest_reg;
4560       rtx add_val;
4561       rtx mult_val;
4562       rtx ext_val;
4563       int benefit;
4564       rtx regnote = 0;
4565       rtx last_consec_insn;
4566
4567       dest_reg = SET_DEST (set);
4568       if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4569         return p;
4570
4571       if (/* SET_SRC is a giv.  */
4572           (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4573                                   &mult_val, &ext_val, 0, &benefit, VOIDmode)
4574            /* Equivalent expression is a giv.  */
4575            || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4576                && general_induction_var (loop, XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4577                                          &add_val, &mult_val, &ext_val, 0,
4578                                          &benefit, VOIDmode)))
4579           /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4580              We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4581           && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4582           /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4583           && dest_reg != src_reg
4584           /* This must be the only place where the register is set.  */
4585           && (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set == 1
4586               /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4587               || (benefit = consec_sets_giv (loop, benefit, p,
4588                                              src_reg, dest_reg,
4589                                              &add_val, &mult_val, &ext_val,
4590                                              &last_consec_insn))))
4591         {
4592           struct induction *v
4593             = (struct induction *) xmalloc (sizeof (struct induction));
4594
4595           /* If this is a library call, increase benefit.  */
4596           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4597             benefit += libcall_benefit (p);
4598
4599           /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4600           if (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set != 1)
4601             p = last_consec_insn;
4602
4603           record_giv (loop, v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val,
4604                       ext_val, benefit, DEST_REG, not_every_iteration,
4605                       maybe_multiple, NULL_PTR);
4606
4607         }
4608     }
4609
4610 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4611   /* Look for givs which are memory addresses.  */
4612   /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4613      still does.  */
4614   if (GET_CODE (p) == INSN)
4615     find_mem_givs (loop, PATTERN (p), p, not_every_iteration,
4616                    maybe_multiple);
4617 #endif
4618
4619   /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4620      change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4621   if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4622       || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4623     update_giv_derive (loop, p);
4624   return p;
4625 }
4626 \f
4627 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
4628    compared against in an initial test).
4629
4630    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
4631    the current insn and the start of the loop.
4632
4633    INSN is the insn containing X.  */
4634
4635 static int
4636 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
4637      rtx x;
4638      rtx insn;
4639      int call_seen;
4640      rtx loop_start;
4641 {
4642   if (CONSTANT_P (x))
4643     return 1;
4644
4645   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
4646      we know.  */
4647   if (GET_CODE (x) != REG
4648       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
4649     return 0;
4650
4651   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
4652      some machines, don't use any hard registers at all.  */
4653   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
4654       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
4655           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
4656     return 0;
4657
4658   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
4659      loop.  */
4660   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
4661     return 0;
4662
4663   return 1;
4664 }
4665 \f
4666 /* Scan X for memory refs and check each memory address
4667    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
4668    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
4669    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
4670    more thanonce in each loop iteration.  */
4671
4672 static void
4673 find_mem_givs (loop, x, insn, not_every_iteration, maybe_multiple)
4674      const struct loop *loop;
4675      rtx x;
4676      rtx insn;
4677      int not_every_iteration, maybe_multiple;
4678 {
4679   register int i, j;
4680   register enum rtx_code code;
4681   register const char *fmt;
4682
4683   if (x == 0)
4684     return;
4685
4686   code = GET_CODE (x);
4687   switch (code)
4688     {
4689     case REG:
4690     case CONST_INT:
4691     case CONST:
4692     case CONST_DOUBLE:
4693     case SYMBOL_REF:
4694     case LABEL_REF:
4695     case PC:
4696     case CC0:
4697     case ADDR_VEC:
4698     case ADDR_DIFF_VEC:
4699     case USE:
4700     case CLOBBER:
4701       return;
4702
4703     case MEM:
4704       {
4705         rtx src_reg;
4706         rtx add_val;
4707         rtx mult_val;
4708         rtx ext_val;
4709         int benefit;
4710
4711         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
4712            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
4713            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
4714            this one would not be seen.   */
4715
4716         if (general_induction_var (loop, XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
4717                                    &mult_val, &ext_val, 1, &benefit,
4718                                    GET_MODE (x)))
4719           {
4720             /* Found one; record it.  */
4721             struct induction *v
4722               = (struct induction *) xmalloc (sizeof (struct induction));
4723
4724             record_giv (loop, v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
4725                         add_val, ext_val, benefit, DEST_ADDR,
4726                         not_every_iteration, maybe_multiple, &XEXP (x, 0));
4727
4728             v->mem = x;
4729           }
4730       }
4731       return;
4732
4733     default:
4734       break;
4735     }
4736
4737   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
4738
4739   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4740   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4741     if (fmt[i] == 'e')
4742       find_mem_givs (loop, XEXP (x, i), insn, not_every_iteration,
4743                      maybe_multiple);
4744     else if (fmt[i] == 'E')
4745       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4746         find_mem_givs (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
4747                        maybe_multiple);
4748 }
4749 \f
4750 /* Fill in the data about one biv update.
4751    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
4752    allocated by the caller, with alloca.)
4753    INSN is the insn that sets it.
4754    DEST_REG is the biv's reg.
4755
4756    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
4757    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
4758    being set to INC_VAL.
4759
4760    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
4761    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
4762    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
4763    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
4764    executed exactly once per iteration.  */
4765
4766 static void
4767 record_biv (loop, v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
4768             not_every_iteration, maybe_multiple)
4769      struct loop *loop;
4770      struct induction *v;
4771      rtx insn;
4772      rtx dest_reg;
4773      rtx inc_val;
4774      rtx mult_val;
4775      rtx *location;
4776      int not_every_iteration;
4777      int maybe_multiple;
4778 {
4779   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4780   struct iv_class *bl;
4781
4782   v->insn = insn;
4783   v->src_reg = dest_reg;
4784   v->dest_reg = dest_reg;
4785   v->mult_val = mult_val;
4786   v->add_val = inc_val;
4787   v->ext_dependant = NULL_RTX;
4788   v->location = location;
4789   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
4790   v->always_computable = ! not_every_iteration;
4791   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4792   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
4793
4794   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
4795      if this is the first incrementation of the reg.  */
4796
4797   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg));
4798   if (bl == 0)
4799     {
4800       /* Create and initialize new iv_class.  */
4801
4802       bl = (struct iv_class *) xmalloc (sizeof (struct iv_class));
4803
4804       bl->regno = REGNO (dest_reg);
4805       bl->biv = 0;
4806       bl->giv = 0;
4807       bl->biv_count = 0;
4808       bl->giv_count = 0;
4809
4810       /* Set initial value to the reg itself.  */
4811       bl->initial_value = dest_reg;
4812       bl->final_value = 0;
4813       /* We haven't seen the initializing insn yet */
4814       bl->init_insn = 0;
4815       bl->init_set = 0;
4816       bl->initial_test = 0;
4817       bl->incremented = 0;
4818       bl->eliminable = 0;
4819       bl->nonneg = 0;
4820       bl->reversed = 0;
4821       bl->total_benefit = 0;
4822
4823       /* Add this class to ivs->list.  */
4824       bl->next = ivs->list;
4825       ivs->list = bl;
4826
4827       /* Put it in the array of biv register classes.  */
4828       REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg)) = bl;
4829     }
4830
4831   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
4832   v->next_iv = bl->biv;
4833   bl->biv = v;
4834   bl->biv_count++;
4835   if (mult_val == const1_rtx)
4836     bl->incremented = 1;
4837
4838   if (loop_dump_stream)
4839     loop_biv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
4840 }
4841 \f
4842 /* Fill in the data about one giv.
4843    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
4844    allocated by the caller, with alloca.)
4845    INSN is the insn that sets it.
4846    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
4847    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
4848    into a register or is used as a memory address.
4849
4850    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
4851    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
4852    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
4853    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
4854
4855 static void
4856 record_giv (loop, v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, ext_val,
4857             benefit, type, not_every_iteration, maybe_multiple, location)
4858      const struct loop *loop;
4859      struct induction *v;
4860      rtx insn;
4861      rtx src_reg;
4862      rtx dest_reg;
4863      rtx mult_val, add_val, ext_val;
4864      int benefit;
4865      enum g_types type;
4866      int not_every_iteration, maybe_multiple;
4867      rtx *location;
4868 {
4869   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4870   struct induction *b;
4871   struct iv_class *bl;
4872   rtx set = single_set (insn);
4873   rtx temp;
4874
4875   /* Attempt to prove constantness of the values.  */
4876   temp = simplify_rtx (add_val);
4877   if (temp)
4878     add_val = temp;
4879
4880   v->insn = insn;
4881   v->src_reg = src_reg;
4882   v->giv_type = type;
4883   v->dest_reg = dest_reg;
4884   v->mult_val = mult_val;
4885   v->add_val = add_val;
4886   v->ext_dependant = ext_val;
4887   v->benefit = benefit;
4888   v->location = location;
4889   v->cant_derive = 0;
4890   v->combined_with = 0;
4891   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
4892   v->maybe_dead = 0;
4893   v->derive_adjustment = 0;
4894   v->same = 0;
4895   v->ignore = 0;
4896   v->new_reg = 0;
4897   v->final_value = 0;
4898   v->same_insn = 0;
4899   v->auto_inc_opt = 0;
4900   v->unrolled = 0;
4901   v->shared = 0;
4902
4903   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
4904      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
4905      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
4906      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
4907      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
4908      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
4909      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
4910
4911   if (type == DEST_ADDR)
4912     v->always_computable = 1;
4913   else
4914     v->always_computable = ! not_every_iteration;
4915
4916   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4917
4918   if (type == DEST_ADDR)
4919     {
4920       v->mode = GET_MODE (*location);
4921       v->lifetime = 1;
4922     }
4923   else /* type == DEST_REG */
4924     {
4925       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
4926
4927       v->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, REGNO (dest_reg));
4928
4929       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
4930          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
4931          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4932       if (v->lifetime == 0)
4933         v->ignore = 1;
4934
4935       REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
4936       REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
4937     }
4938
4939   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
4940
4941   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (src_reg));
4942   if (bl)
4943     {
4944       v->next_iv = bl->giv;
4945       bl->giv = v;
4946       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
4947          insns that calculate givs.  */
4948       if (type == DEST_REG)
4949         bl->giv_count++;
4950       bl->total_benefit += benefit;
4951     }
4952   else
4953     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
4954     abort ();
4955
4956   if (type == DEST_ADDR)
4957     v->replaceable = 1;
4958   else
4959     {
4960       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4961          of the following conditions are true:
4962          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4963            on which the giv is used at all
4964            (there are two ways to deduce this:
4965             either the insn is executed on every iteration,
4966             or all uses follow that insn in the same basic block),
4967          - the giv is not used outside the loop
4968          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4969
4970       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
4971           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
4972           && REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg))
4973           < INSN_LUID (loop->end)
4974           && (! not_every_iteration
4975               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
4976         {
4977           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
4978              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
4979
4980           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
4981              and last use of the giv.
4982
4983              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
4984              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
4985              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
4986              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
4987              useful as a biv, because it is used in two different loops.
4988              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
4989              using this biv anyways.  */
4990
4991           v->replaceable = 1;
4992           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4993             {
4994               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
4995                   || ((INSN_LUID (b->insn)
4996                        >= REGNO_FIRST_LUID (REGNO (dest_reg)))
4997                       && (INSN_LUID (b->insn)
4998                           <= REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg)))))
4999                 {
5000                   v->replaceable = 0;
5001                   v->not_replaceable = 1;
5002                   break;
5003                 }
5004             }
5005
5006           /* If there are any backwards branches that go from after the
5007              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5008           if (v->replaceable)
5009             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5010               if (back_branch_in_range_p (loop, b->insn))
5011                 {
5012                   v->replaceable = 0;
5013                   v->not_replaceable = 1;
5014                   break;
5015                 }
5016         }
5017       else
5018         {
5019           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5020              decide.  */
5021           v->replaceable = 0;
5022           v->not_replaceable = 0;
5023         }
5024     }
5025
5026   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5027      combine_givs.  */
5028   {
5029     rtx tem = add_val;
5030
5031     v->no_const_addval = 1;
5032     if (tem == const0_rtx)
5033       ;
5034     else if (CONSTANT_P (add_val))
5035       v->no_const_addval = 0;
5036     if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5037       {
5038         while (1)
5039           {
5040             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5041               tem = XEXP (tem, 0);
5042             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5043               tem = XEXP (tem, 1);
5044             else
5045               break;
5046           }
5047         if (CONSTANT_P (XEXP (tem, 1)))
5048           v->no_const_addval = 0;
5049       }
5050   }
5051
5052   if (loop_dump_stream)
5053     loop_giv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
5054 }
5055
5056 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5057    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5058    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5059    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5060    have been identified.  */
5061
5062 static void
5063 check_final_value (loop, v)
5064      const struct loop *loop;
5065      struct induction *v;
5066 {
5067   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5068   struct iv_class *bl;
5069   rtx final_value = 0;
5070
5071   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
5072
5073   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5074      replaceable above in record_giv.  */
5075
5076   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5077      of the following conditions are true:
5078      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5079        on which the giv is used at all
5080        (there are two ways to deduce this:
5081         either the insn is executed on every iteration,
5082         or all uses follow that insn in the same basic block),
5083      - its final value can be calculated (this condition is different
5084        than the one above in record_giv)
5085      - it's not used before the it's set
5086      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5087
5088 #if 0
5089   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5090   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5091   v->replaceable = 0;
5092 #endif
5093
5094   if ((final_value = final_giv_value (loop, v))
5095       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5096     {
5097       int biv_increment_seen = 0, before_giv_insn = 0;
5098       rtx p = v->insn;
5099       rtx last_giv_use;
5100
5101       v->replaceable = 1;
5102
5103       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5104          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5105          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5106          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5107
5108       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5109          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5110          that sets the giv, and search around the loop until we come
5111          back to that insn again.
5112
5113          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5114          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5115          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5116          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5117          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5118          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5119          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5120
5121       last_giv_use = v->insn;
5122
5123       while (1)
5124         {
5125           p = NEXT_INSN (p);
5126           if (p == loop->end)
5127             {
5128               before_giv_insn = 1;
5129               p = NEXT_INSN (loop->start);
5130             }
5131           if (p == v->insn)
5132             break;
5133
5134           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5135               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5136             {
5137               /* It is possible for the BIV increment to use the GIV if we
5138                  have a cycle.  Thus we must be sure to check each insn for
5139                  both BIV and GIV uses, and we must check for BIV uses
5140                  first.  */
5141
5142               if (! biv_increment_seen
5143                   && reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5144                 biv_increment_seen = 1;
5145
5146               if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5147                 {
5148                   if (biv_increment_seen || before_giv_insn)
5149                     {
5150                       v->replaceable = 0;
5151                       v->not_replaceable = 1;
5152                       break;
5153                     }
5154                   last_giv_use = p;
5155                 }
5156             }
5157         }
5158
5159       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5160          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5161          replaceable.  */
5162
5163       if (v->replaceable)
5164         {
5165           p = v->insn;
5166           while (1)
5167             {
5168               p = NEXT_INSN (p);
5169               if (p == loop->end)
5170                 p = NEXT_INSN (loop->start);
5171               if (p == last_giv_use)
5172                 break;
5173
5174               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5175                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5176                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5177                        && loop_insn_first_p (loop->start, JUMP_LABEL (p)))
5178                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5179                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop->end))))
5180                 {
5181                   v->replaceable = 0;
5182                   v->not_replaceable = 1;
5183
5184                   if (loop_dump_stream)
5185                     fprintf (loop_dump_stream,
5186                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5187
5188                   break;
5189                 }
5190             }
5191         }
5192
5193       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5194       if (v->replaceable)
5195         v->final_value = final_value;
5196     }
5197
5198   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5199     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5200              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5201 }
5202 \f
5203 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5204
5205    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5206    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5207    another giv.
5208
5209    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5210    derive another giv once a label has been passed.
5211
5212    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5213
5214 static void
5215 update_giv_derive (loop, p)
5216      const struct loop *loop;
5217      rtx p;
5218 {
5219   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5220   struct iv_class *bl;
5221   struct induction *biv, *giv;
5222   rtx tem;
5223   int dummy;
5224
5225   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5226
5227      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5228      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5229      derive any givs after a label is passed.
5230
5231      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5232      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5233      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5234      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5235      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5236      sub-cases within this case.
5237
5238      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5239      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5240      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5241      this extra tracking doesn't seem worth it).
5242
5243      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5244      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5245      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5246      on the jump again here.
5247
5248      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5249      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5250      the giv cannot derive further givs.  */
5251
5252   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
5253     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5254       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5255           || biv->insn == p)
5256         {
5257           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5258             {
5259               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5260                  checking all of these conditions again.  */
5261               if (giv->cant_derive)
5262                 continue;
5263
5264               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5265                  it cannot derive anything.  */
5266               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5267                 giv->cant_derive = 1;
5268
5269               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5270                  they are really invariants.  Also skip those that are
5271                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5272                  any biv update.  */
5273               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5274                 continue;
5275
5276               /* The only way we can allow this giv to derive another
5277                  is if this is a biv increment and we can form the product
5278                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5279                  be able to compute a compensation.  */
5280               else if (biv->insn == p)
5281                 {
5282                   rtx ext_val_dummy;
5283
5284                   tem = 0;
5285                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5286                     tem = simplify_giv_expr (loop,
5287                                              gen_rtx_MULT (giv->mode,
5288                                                            biv->add_val,
5289                                                            giv->mult_val),
5290                                              &ext_val_dummy, &dummy);
5291
5292                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5293                     tem = simplify_giv_expr
5294                       (loop,
5295                        gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
5296                        &ext_val_dummy, &dummy);
5297
5298                   if (tem)
5299                     giv->derive_adjustment = tem;
5300                   else
5301                     giv->cant_derive = 1;
5302                 }
5303               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5304                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5305                 giv->cant_derive = 1;
5306             }
5307         }
5308 }
5309 \f
5310 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5311    X is the source of insn P, or a part of it.
5312    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5313
5314    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5315    We accept patterns of these forms:
5316      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5317      REG = INVARIANT + REG
5318
5319    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5320    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5321    we found the additive term into *LOCATION.
5322
5323    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5324    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5325
5326    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5327    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5328    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5329    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5330    into the variable.
5331
5332    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5333    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5334    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5335    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5336
5337    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5338    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5339    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5340    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5341    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5342    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5343    not ZERO_EXTEND.
5344
5345    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5346
5347 static int
5348 basic_induction_var (loop, x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5349      const struct loop *loop;
5350      register rtx x;
5351      enum machine_mode mode;
5352      rtx dest_reg;
5353      rtx p;
5354      rtx *inc_val;
5355      rtx *mult_val;
5356      rtx **location;
5357 {
5358   register enum rtx_code code;
5359   rtx *argp, arg;
5360   rtx insn, set = 0;
5361
5362   code = GET_CODE (x);
5363   *location = NULL;
5364   switch (code)
5365     {
5366     case PLUS:
5367       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5368           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5369               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5370               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5371         {
5372           argp = &XEXP (x, 1);
5373         }
5374       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5375                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5376                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5377                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5378         {
5379           argp = &XEXP (x, 0);
5380         }
5381       else
5382         return 0;
5383
5384       arg = *argp;
5385       if (loop_invariant_p (loop, arg) != 1)
5386         return 0;
5387
5388       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5389       *mult_val = const1_rtx;
5390       *location = argp;
5391       return 1;
5392
5393     case SUBREG:
5394       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5395          value.  */
5396       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5397         return basic_induction_var (loop, SUBREG_REG (x),
5398                                     GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5399                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5400       return 0;
5401
5402     case REG:
5403       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5404          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5405
5406       /* If this sets a register to itself, we would repeat any previous
5407          biv increment if we applied this strategy blindly.  */
5408       if (rtx_equal_p (dest_reg, x))
5409         return 0;
5410
5411       insn = p;
5412       while (1)
5413         {
5414           rtx dest;
5415           do
5416             {
5417               insn = PREV_INSN (insn);
5418             }
5419           while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5420                  && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5421
5422           if (!insn)
5423             break;
5424           set = single_set (insn);
5425           if (set == 0)
5426             break;
5427           dest = SET_DEST (set);
5428           if (dest == x
5429               || (GET_CODE (dest) == SUBREG
5430                   && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (dest)) <= UNITS_PER_WORD)
5431                   && (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest)) == MODE_INT)
5432                   && SUBREG_REG (dest) == x))
5433             return basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
5434                                         (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5435                                          ? GET_MODE (x)
5436                                          : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5437                                         dest_reg, insn,
5438                                         inc_val, mult_val, location);
5439
5440           while (GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
5441                  || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
5442                  || GET_CODE (dest) == SUBREG
5443                  || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
5444             dest = XEXP (dest, 0);
5445           if (dest == x)
5446             break;
5447         }
5448       /* Fall through.  */
5449
5450       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5451          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5452          as a biv of the outer loop,
5453          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5454     case MEM:
5455       if (loop_invariant_p (loop, x) != 1)
5456         return 0;
5457     case CONST_INT:
5458     case SYMBOL_REF:
5459     case CONST:
5460       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
5461          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
5462          would be a useful iterator anyways.  */
5463       if (loop->level == 1
5464           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
5465           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
5466         {
5467           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5468           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5469           *mult_val = const0_rtx;
5470           return 1;
5471         }
5472       else
5473         return 0;
5474
5475     case SIGN_EXTEND:
5476       return basic_induction_var (loop, XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5477                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5478
5479     case ASHIFTRT:
5480       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5481       for (insn = PREV_INSN (p);
5482            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5483             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5484            insn = PREV_INSN (insn))
5485         ;
5486
5487       if (insn)
5488         set = single_set (insn);
5489
5490       if (! rtx_equal_p (dest_reg, XEXP (x, 0))
5491           && set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5492           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5493           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5494           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5495           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5496         return basic_induction_var (loop, XEXP (SET_SRC (set), 0),
5497                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5498                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
5499                                     location);
5500       return 0;
5501
5502     default:
5503       return 0;
5504     }
5505 }
5506 \f
5507 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
5508    function   of a basic induction variable,
5509    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
5510    The coefficients can be any loop invariant quantity.
5511    A giv need not be computed directly from the biv;
5512    it can be computed by way of other givs.  */
5513
5514 /* Determine whether X computes a giv.
5515    If it does, return a nonzero value
5516      which is the benefit from eliminating the computation of X;
5517    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
5518    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
5519      such that the value of X is biv * mult + add;  */
5520
5521 static int
5522 general_induction_var (loop, x, src_reg, add_val, mult_val, ext_val,
5523                        is_addr, pbenefit, addr_mode)
5524      const struct loop *loop;
5525      rtx x;
5526      rtx *src_reg;
5527      rtx *add_val;
5528      rtx *mult_val;
5529      rtx *ext_val;
5530      int is_addr;
5531      int *pbenefit;
5532      enum machine_mode addr_mode;
5533 {
5534   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5535   rtx orig_x = x;
5536
5537   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
5538   if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
5539     return 0;
5540
5541   *pbenefit = 0;
5542   *ext_val = NULL_RTX;
5543   x = simplify_giv_expr (loop, x, ext_val, pbenefit);
5544   if (x == 0)
5545     return 0;
5546
5547   switch (GET_CODE (x))
5548     {
5549     case USE:
5550     case CONST_INT:
5551       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
5552          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
5553          with.  */
5554       *src_reg = ivs->list->biv->dest_reg;
5555       *mult_val = const0_rtx;
5556       *add_val = x;
5557       break;
5558
5559     case REG:
5560       /* This is equivalent to a BIV.  */
5561       *src_reg = x;
5562       *mult_val = const1_rtx;
5563       *add_val = const0_rtx;
5564       break;
5565
5566     case PLUS:
5567       /* Either (plus (biv) (invar)) or
5568          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
5569       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
5570         {
5571           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
5572           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
5573         }
5574       else
5575         {
5576           *src_reg = XEXP (x, 0);
5577           *mult_val = const1_rtx;
5578         }
5579       *add_val = XEXP (x, 1);
5580       break;
5581
5582     case MULT:
5583       /* ADD_VAL is zero.  */
5584       *src_reg = XEXP (x, 0);
5585       *mult_val = XEXP (x, 1);
5586       *add_val = const0_rtx;
5587       break;
5588
5589     default:
5590       abort ();
5591     }
5592
5593   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
5594      unless they are CONST_INT).  */
5595   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
5596     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
5597   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
5598     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
5599
5600   if (is_addr)
5601     *pbenefit += address_cost (orig_x, addr_mode) - reg_address_cost;
5602   else
5603     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
5604
5605   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
5606      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
5607      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
5608   return 1;
5609 }
5610 \f
5611 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
5612    We will canonicalize it to be of the form
5613         (plus (mult (BIV) (invar_1))
5614               (invar_2))
5615    with possible degeneracies.
5616
5617    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
5618    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
5619    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
5620    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
5621
5622    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
5623    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
5624    returns 0.
5625
5626    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
5627    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
5628
5629    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
5630
5631 static rtx sge_plus PARAMS ((enum machine_mode, rtx, rtx));
5632 static rtx sge_plus_constant PARAMS ((rtx, rtx));
5633
5634 static rtx
5635 simplify_giv_expr (loop, x, ext_val, benefit)
5636      const struct loop *loop;
5637      rtx x;
5638      rtx *ext_val;
5639      int *benefit;
5640 {
5641   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5642   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
5643   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
5644   rtx arg0, arg1;
5645   rtx tem;
5646
5647   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
5648      mode, this can't be a giv.  */
5649   if (mode != VOIDmode
5650       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
5651           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5652     return NULL_RTX;
5653
5654   switch (GET_CODE (x))
5655     {
5656     case PLUS:
5657       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
5658       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
5659       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5660         return NULL_RTX;
5661
5662       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5663       if ((GET_CODE (arg0) == USE
5664            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5665           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
5666                  && GET_CODE (arg1) == USE)
5667                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
5668         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5669
5670       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
5671       if (arg1 == const0_rtx)
5672         return arg0;
5673       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
5674         switch (GET_CODE (arg0))
5675           {
5676           case CONST_INT:
5677           case USE:
5678             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
5679                addition operation inside a USE and return it.  */
5680             if (GET_CODE (arg0) == USE)
5681               arg0 = XEXP (arg0, 0);
5682             if (GET_CODE (arg1) == USE)
5683               arg1 = XEXP (arg1, 0);
5684
5685             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5686               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5687             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
5688               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
5689             else
5690               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
5691
5692             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
5693               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
5694             return tem;
5695
5696           case REG:
5697           case MULT:
5698             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
5699             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
5700
5701           case PLUS:
5702             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
5703             return
5704               simplify_giv_expr (loop,
5705                                  gen_rtx_PLUS (mode,
5706                                                XEXP (arg0, 0),
5707                                                gen_rtx_PLUS (mode,
5708                                                              XEXP (arg0, 1),
5709                                                              arg1)),
5710                                  ext_val, benefit);
5711
5712           default:
5713             abort ();
5714           }
5715
5716       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
5717          MULT to reduce cases.  */
5718       if (GET_CODE (arg0) == REG)
5719         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
5720       if (GET_CODE (arg1) == REG)
5721         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
5722
5723       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5724          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5725          Recurse to associate the second PLUS.  */
5726       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
5727         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5728
5729       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
5730           return
5731             simplify_giv_expr (loop,
5732                                gen_rtx_PLUS (mode,
5733                                              gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
5734                                                            XEXP (arg1, 0)),
5735                                              XEXP (arg1, 1)),
5736                                ext_val, benefit);
5737
5738       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
5739       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
5740         return NULL_RTX;
5741
5742       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
5743         return NULL_RTX;
5744
5745       return simplify_giv_expr (loop,
5746                                 gen_rtx_MULT (mode,
5747                                               XEXP (arg0, 0),
5748                                               gen_rtx_PLUS (mode,
5749                                                             XEXP (arg0, 1),
5750                                                             XEXP (arg1, 1))),
5751                                 ext_val, benefit);
5752
5753     case MINUS:
5754       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
5755       return simplify_giv_expr (loop,
5756                                 gen_rtx_PLUS (mode,
5757                                               XEXP (x, 0),
5758                                               gen_rtx_MULT (mode,
5759                                                             XEXP (x, 1),
5760                                                             constm1_rtx)),
5761                                 ext_val, benefit);
5762
5763     case MULT:
5764       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
5765       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
5766       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5767         return NULL_RTX;
5768
5769       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5770       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5771           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5772         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5773
5774       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
5775       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5776         return NULL_RTX;
5777
5778       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
5779       if (arg1 == const0_rtx)
5780         return const0_rtx;
5781
5782       else if (arg1 == const1_rtx)
5783         return arg0;
5784
5785       switch (GET_CODE (arg0))
5786         {
5787         case REG:
5788           /* biv * invar.  Done.  */
5789           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
5790
5791         case CONST_INT:
5792           /* Product of two constants.  */
5793           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
5794
5795         case USE:
5796           /* invar * invar is a giv, but attempt to simplify it somehow.  */
5797           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5798             return NULL_RTX;
5799
5800           arg0 = XEXP (arg0, 0);
5801           if (GET_CODE (arg0) == MULT)
5802             {
5803               /* (invar_0 * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
5804               return simplify_giv_expr (loop,
5805                                         gen_rtx_MULT (mode,
5806                                                       XEXP (arg0, 0),
5807                                                       gen_rtx_MULT (mode,
5808                                                                     XEXP (arg0,
5809                                                                           1),
5810                                                                     arg1)),
5811                                         ext_val, benefit);
5812             }
5813           /* Porpagate the MULT expressions to the intermost nodes.  */
5814           else if (GET_CODE (arg0) == PLUS)
5815             {
5816               /* (invar_0 + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
5817               return simplify_giv_expr (loop,
5818                                         gen_rtx_PLUS (mode,
5819                                                       gen_rtx_MULT (mode,
5820                                                                     XEXP (arg0,
5821                                                                           0),
5822                                                                     arg1),
5823                                                       gen_rtx_MULT (mode,
5824                                                                     XEXP (arg0,
5825                                                                           1),
5826                                                                     arg1)),
5827                                         ext_val, benefit);
5828             }
5829           return gen_rtx_USE (mode, gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1));
5830
5831         case MULT:
5832           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
5833           return simplify_giv_expr (loop,
5834                                     gen_rtx_MULT (mode,
5835                                                   XEXP (arg0, 0),
5836                                                   gen_rtx_MULT (mode,
5837                                                                 XEXP (arg0, 1),
5838                                                                 arg1)),
5839                                     ext_val, benefit);
5840
5841         case PLUS:
5842           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
5843           return simplify_giv_expr (loop,
5844                                     gen_rtx_PLUS (mode,
5845                                                   gen_rtx_MULT (mode,
5846                                                                 XEXP (arg0, 0),
5847                                                                 arg1),
5848                                                   gen_rtx_MULT (mode,
5849                                                                 XEXP (arg0, 1),
5850                                                                 arg1)),
5851                                     ext_val, benefit);
5852
5853         default:
5854           abort ();
5855         }
5856
5857     case ASHIFT:
5858       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
5859       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
5860         return 0;
5861
5862       return
5863         simplify_giv_expr (loop,
5864                            gen_rtx_MULT (mode,
5865                                          XEXP (x, 0),
5866                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
5867                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
5868                            ext_val, benefit);
5869
5870     case NEG:
5871       /* "-a" is "a * (-1)" */
5872       return simplify_giv_expr (loop,
5873                                 gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
5874                                 ext_val, benefit);
5875
5876     case NOT:
5877       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
5878       return simplify_giv_expr (loop,
5879                                 gen_rtx_MINUS (mode,
5880                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
5881                                                const1_rtx),
5882                                 ext_val, benefit);
5883
5884     case USE:
5885       /* Already in proper form for invariant.  */
5886       return x;
5887
5888     case SIGN_EXTEND:
5889     case ZERO_EXTEND:
5890     case TRUNCATE:
5891       /* Conditionally recognize extensions of simple IVs.  After we've
5892          computed loop traversal counts and verified the range of the
5893          source IV, we'll reevaluate this as a GIV.  */
5894       if (*ext_val == NULL_RTX)
5895         {
5896           arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
5897           if (arg0 && *ext_val == NULL_RTX && GET_CODE (arg0) == REG)
5898             {
5899               *ext_val = gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (x), mode, arg0);
5900               return arg0;
5901             }
5902         }
5903       goto do_default;
5904
5905     case REG:
5906       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
5907       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5908         return 0;
5909
5910       /* Check for biv or giv.  */
5911       switch (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)))
5912         {
5913         case BASIC_INDUCT:
5914           return x;
5915         case GENERAL_INDUCT:
5916           {
5917             struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (x));
5918
5919             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
5920                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
5921
5922             /* Increasing the benefit here is risky.  The only case in which it
5923                is arguably correct is if this is the only use of V.  In other
5924                cases, this will artificially inflate the benefit of the current
5925                giv, and lead to suboptimal code.  Thus, it is disabled, since
5926                potentially not reducing an only marginally beneficial giv is
5927                less harmful than reducing many givs that are not really
5928                beneficial.  */
5929             {
5930               rtx single_use = regs->array[REGNO (x)].single_usage;
5931               if (single_use && single_use != const0_rtx)
5932                 *benefit += v->benefit;
5933             }
5934
5935             if (v->cant_derive)
5936               return 0;
5937
5938             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
5939                                                     v->src_reg, v->mult_val),
5940                                 v->add_val);
5941
5942             if (v->derive_adjustment)
5943               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
5944             arg0 = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val, benefit);
5945             if (*ext_val)
5946               {
5947                 if (!v->ext_dependant)
5948                   return arg0;
5949               }
5950             else
5951               {
5952                 *ext_val = v->ext_dependant;
5953                 return arg0;
5954               }
5955             return 0;
5956           }
5957
5958         default:
5959         do_default:
5960           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
5961              may be able to simplify things further by looking through
5962              the bits we just moved outside the loop.  */
5963           if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
5964             {
5965               struct movable *m;
5966               struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
5967
5968               for (m = movables->head; m; m = m->next)
5969                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
5970                   {
5971                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
5972
5973                     /* If we match another movable, we must use that, as
5974                        this one is going away.  */
5975                     if (m->match)
5976                       return simplify_giv_expr (loop, m->match->set_dest,
5977                                                 ext_val, benefit);
5978
5979                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
5980                        instructions that were moved together.  We handle this
5981                        case only to the point of seeking to the last insn and
5982                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
5983                     if (m->consec != 0)
5984                       {
5985                         int i = m->consec;
5986                         tem = m->insn;
5987                         do
5988                           {
5989                             tem = NEXT_INSN (tem);
5990                           }
5991                         while (--i > 0);
5992
5993                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5994                         if (tem)
5995                           tem = XEXP (tem, 0);
5996                       }
5997                     else
5998                       {
5999                         tem = single_set (m->insn);
6000                         if (tem)
6001                           tem = SET_SRC (tem);
6002                       }
6003
6004                     if (tem)
6005                       {
6006                         /* What we are most interested in is pointer
6007                            arithmetic on invariants -- only take
6008                            patterns we may be able to do something with.  */
6009                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6010                             || GET_CODE (tem) == MULT
6011                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6012                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6013                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6014                           {
6015                             tem = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val,
6016                                                      benefit);
6017                             if (tem)
6018                               return tem;
6019                           }
6020                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6021                                  && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6022                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6023                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6024                           {
6025                             tem = simplify_giv_expr (loop, XEXP (tem, 0),
6026                                                      ext_val, benefit);
6027                             if (tem)
6028                               return tem;
6029                           }
6030                       }
6031                     break;
6032                   }
6033             }
6034           break;
6035         }
6036
6037       /* Fall through to general case.  */
6038     default:
6039       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6040          Otherwise, not giv.  */
6041       if (GET_CODE (x) == USE)
6042         x = XEXP (x, 0);
6043
6044       if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6045         {
6046           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6047             return x;
6048           if (GET_CODE (x) == CONST
6049               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6050               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6051               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6052             x = XEXP (x, 0);
6053           return gen_rtx_USE (mode, x);
6054         }
6055       else
6056         return 0;
6057     }
6058 }
6059
6060 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6061    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6062
6063 static rtx
6064 sge_plus_constant (x, c)
6065      rtx x, c;
6066 {
6067   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6068     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6069   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6070     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6071   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6072     {
6073       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6074                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6075     }
6076   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6077            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6078     {
6079       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6080                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6081     }
6082   else
6083     {
6084       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6085                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6086     }
6087 }
6088
6089 static rtx
6090 sge_plus (mode, x, y)
6091      enum machine_mode mode;
6092      rtx x, y;
6093 {
6094   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6095     {
6096       rtx a = XEXP (y, 0);
6097       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6098         x = sge_plus_constant (x, a);
6099       else
6100         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6101       y = XEXP (y, 1);
6102     }
6103   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6104     x = sge_plus_constant (x, y);
6105   else
6106     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6107   return x;
6108 }
6109 \f
6110 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6111    for example,
6112       giv = biv * M
6113       giv = giv + A
6114    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6115    we check that all other insns that set the same register follow
6116    immediately after P, that they alter nothing else,
6117    and that the result of the last is still a giv.
6118
6119    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6120    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6121    all the consecutive insns that compute the value.
6122
6123    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6124    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6125
6126    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6127    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6128
6129 static int
6130 consec_sets_giv (loop, first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6131                  add_val, mult_val, ext_val, last_consec_insn)
6132      const struct loop *loop;
6133      int first_benefit;
6134      rtx p;
6135      rtx src_reg;
6136      rtx dest_reg;
6137      rtx *add_val;
6138      rtx *mult_val;
6139      rtx *ext_val;
6140      rtx *last_consec_insn;
6141 {
6142   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6143   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6144   int count;
6145   enum rtx_code code;
6146   int benefit;
6147   rtx temp;
6148   rtx set;
6149
6150   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6151      each insn of the multi-insn sequence.
6152
6153      This induction structure will be used only by the call to
6154      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6155      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6156      a new induction structure.  */
6157   struct induction *v;
6158
6159   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != UNKNOWN_INDUCT)
6160     return 0;
6161
6162   v = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6163   v->src_reg = src_reg;
6164   v->mult_val = *mult_val;
6165   v->add_val = *add_val;
6166   v->benefit = first_benefit;
6167   v->cant_derive = 0;
6168   v->derive_adjustment = 0;
6169   v->ext_dependant = NULL_RTX;
6170
6171   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6172   REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
6173
6174   count = regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set - 1;
6175
6176   while (count > 0)
6177     {
6178       p = NEXT_INSN (p);
6179       code = GET_CODE (p);
6180
6181       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6182       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6183         p = XEXP (temp, 0);
6184
6185       if (code == INSN
6186           && (set = single_set (p))
6187           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6188           && SET_DEST (set) == dest_reg
6189           && (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg,
6190                                      add_val, mult_val, ext_val, 0,
6191                                      &benefit, VOIDmode)
6192               /* Giv created by equivalent expression.  */
6193               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6194                   && general_induction_var (loop, XEXP (temp, 0), &src_reg,
6195                                             add_val, mult_val, ext_val, 0,
6196                                             &benefit, VOIDmode)))
6197           && src_reg == v->src_reg)
6198         {
6199           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6200             benefit += libcall_benefit (p);
6201
6202           count--;
6203           v->mult_val = *mult_val;
6204           v->add_val = *add_val;
6205           v->benefit += benefit;
6206         }
6207       else if (code != NOTE)
6208         {
6209           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6210              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6211              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6212           if (code == INSN
6213               && (set = single_set (p))
6214               && SET_DEST (set) != dest_reg
6215               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6216             continue;
6217
6218           REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6219           return 0;
6220         }
6221     }
6222
6223   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6224   *last_consec_insn = p;
6225   return v->benefit;
6226 }
6227 \f
6228 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6229    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6230    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6231
6232    To perform the computation, we note that
6233         G1 = x * v + a          and
6234         G2 = y * v + b
6235    where `v' is the biv.
6236
6237    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6238
6239    Note that MULT = y/x.
6240
6241    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6242    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6243    subtracting variables.  */
6244
6245 static rtx
6246 express_from_1 (a, b, mult)
6247      rtx a, b, mult;
6248 {
6249   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6250
6251   if (mult == const0_rtx)
6252     return b;
6253
6254   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6255      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6256      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6257      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6258
6259   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6260     return NULL_RTX;
6261
6262   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6263      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6264      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6265      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6266      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6267
6268   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6269     {
6270       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6271
6272       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6273       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6274         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6275
6276       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6277       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6278         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6279
6280       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6281         /* We matched: remove one reg completely.  */
6282         a = oa, b = ob;
6283       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6284         /* An alternate match.  */
6285         a = oa, b = rb;
6286       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6287         /* An alternate match.  */
6288         a = ra, b = ob;
6289       else
6290         {
6291           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6292              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6293           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6294           if (ob == NULL_RTX)
6295             return NULL_RTX;
6296           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6297         }
6298     }
6299
6300   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6301      get rid of everything but a constant.  */
6302
6303   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6304     {
6305       rtx ra, oa;
6306
6307       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6308       if (rtx_equal_p (oa, b))
6309         oa = ra;
6310       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6311         return NULL_RTX;
6312
6313       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6314         return NULL_RTX;
6315
6316       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6317     }
6318   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6319     {
6320       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6321     }
6322   else if (CONSTANT_P (a))
6323     {
6324       return simplify_gen_binary (MINUS, GET_MODE (b) != VOIDmode ? GET_MODE (b) : GET_MODE (a), const0_rtx, a);
6325     }
6326   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6327     {
6328       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6329         return XEXP (b, 1);
6330       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6331         return XEXP (b, 0);
6332       else
6333         return NULL_RTX;
6334     }
6335   else if (rtx_equal_p (a, b))
6336     return const0_rtx;
6337
6338   return NULL_RTX;
6339 }
6340
6341 rtx
6342 express_from (g1, g2)
6343      struct induction *g1, *g2;
6344 {
6345   rtx mult, add;
6346
6347   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6348      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6349      for notation) is also an integer.  */
6350   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6351       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6352     {
6353       if (g1->mult_val == const0_rtx
6354           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6355         return NULL_RTX;
6356       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6357     }
6358   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6359     mult = const1_rtx;
6360   else
6361     {
6362       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6363       return NULL_RTX;
6364     }
6365
6366   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6367   if (add == NULL_RTX)
6368     {
6369       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
6370          scale G1's addend and try again.  */
6371       if (INTVAL (mult) > 1)
6372         {
6373           rtx g1_add_val = g1->add_val;
6374           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
6375               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
6376             {
6377               HOST_WIDE_INT m;
6378               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
6379               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
6380                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
6381             }
6382           else
6383             {
6384               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
6385                                          mult);
6386             }
6387
6388           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
6389         }
6390     }
6391   if (add == NULL_RTX)
6392     return NULL_RTX;
6393
6394   /* Form simplified final result.  */
6395   if (mult == const0_rtx)
6396     return add;
6397   else if (mult == const1_rtx)
6398     mult = g1->dest_reg;
6399   else
6400     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6401
6402   if (add == const0_rtx)
6403     return mult;
6404   else
6405     {
6406       if (GET_CODE (add) == PLUS
6407           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6408         {
6409           rtx tem = XEXP (add, 1);
6410           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6411           add = tem;
6412         }
6413
6414       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6415     }
6416 }
6417 \f
6418 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6419    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6420    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6421    used to represent G1.  */
6422
6423 static rtx
6424 combine_givs_p (g1, g2)
6425      struct induction *g1, *g2;
6426 {
6427   rtx comb, ret;
6428
6429   /* With the introduction of ext dependant givs, we must care for modes.
6430      G2 must not use a wider mode than G1.  */
6431   if (GET_MODE_SIZE (g1->mode) < GET_MODE_SIZE (g2->mode))
6432     return NULL_RTX;
6433
6434   ret = comb = express_from (g1, g2);
6435   if (comb == NULL_RTX)
6436     return NULL_RTX;
6437   if (g1->mode != g2->mode)
6438     ret = gen_lowpart (g2->mode, comb);
6439
6440   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6441      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6442      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6443   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6444      combination to be the other way round.  */
6445   if (comb == g1->dest_reg
6446       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6447     {
6448       return ret;
6449     }
6450
6451   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6452      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6453      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6454   if (ret != NULL_RTX
6455       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6456       && memory_address_p (GET_MODE (g2->mem), ret)
6457       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6458          will always be a register, and so anything more complicated
6459          gets discarded.  */
6460 #if 0
6461 #ifdef ADDRESS_COST
6462       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6463 #else
6464       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6465 #endif
6466 #endif
6467       )
6468     {
6469       return ret;
6470     }
6471
6472   return NULL_RTX;
6473 }
6474 \f
6475 /* Check each extension dependant giv in this class to see if its
6476    root biv is safe from wrapping in the interior mode, which would
6477    make the giv illegal.  */
6478
6479 static void
6480 check_ext_dependant_givs (bl, loop_info)
6481      struct iv_class *bl;
6482      struct loop_info *loop_info;
6483 {
6484   int ze_ok = 0, se_ok = 0, info_ok = 0;
6485   enum machine_mode biv_mode = GET_MODE (bl->biv->src_reg);
6486   HOST_WIDE_INT start_val;
6487   unsigned HOST_WIDE_INT u_end_val = 0;
6488   unsigned HOST_WIDE_INT u_start_val = 0;
6489   rtx incr = pc_rtx;
6490   struct induction *v;
6491
6492   /* Make sure the iteration data is available.  We must have
6493      constants in order to be certain of no overflow.  */
6494   /* ??? An unknown iteration count with an increment of +-1
6495      combined with friendly exit tests of against an invariant
6496      value is also ameanable to optimization.  Not implemented.  */
6497   if (loop_info->n_iterations > 0
6498       && bl->initial_value
6499       && GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
6500       && (incr = biv_total_increment (bl))
6501       && GET_CODE (incr) == CONST_INT
6502       /* Make sure the host can represent the arithmetic.  */
6503       && HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= GET_MODE_BITSIZE (biv_mode))
6504     {
6505       unsigned HOST_WIDE_INT abs_incr, total_incr;
6506       HOST_WIDE_INT s_end_val;
6507       int neg_incr;
6508
6509       info_ok = 1;
6510       start_val = INTVAL (bl->initial_value);
6511       u_start_val = start_val;
6512
6513       neg_incr = 0, abs_incr = INTVAL (incr);
6514       if (INTVAL (incr) < 0)
6515         neg_incr = 1, abs_incr = -abs_incr;
6516       total_incr = abs_incr * loop_info->n_iterations;
6517
6518       /* Check for host arithmatic overflow.  */
6519       if (total_incr / loop_info->n_iterations == abs_incr)
6520         {
6521           unsigned HOST_WIDE_INT u_max;
6522           HOST_WIDE_INT s_max;
6523
6524           u_end_val = start_val + (neg_incr ? -total_incr : total_incr);
6525           s_end_val = u_end_val;
6526           u_max = GET_MODE_MASK (biv_mode);
6527           s_max = u_max >> 1;
6528
6529           /* Check zero extension of biv ok.  */
6530           if (start_val >= 0
6531               /* Check for host arithmatic overflow.  */
6532               && (neg_incr
6533                   ? u_end_val < u_start_val
6534                   : u_end_val > u_start_val)
6535               /* Check for target arithmetic overflow.  */
6536               && (neg_incr
6537                   ? 1 /* taken care of with host overflow */
6538                   : u_end_val <= u_max))
6539             {
6540               ze_ok = 1;
6541             }
6542
6543           /* Check sign extension of biv ok.  */
6544           /* ??? While it is true that overflow with signed and pointer
6545              arithmetic is undefined, I fear too many programmers don't
6546              keep this fact in mind -- myself included on occasion.
6547              So leave alone with the signed overflow optimizations.  */
6548           if (start_val >= -s_max - 1
6549               /* Check for host arithmatic overflow.  */
6550               && (neg_incr
6551                   ? s_end_val < start_val
6552                   : s_end_val > start_val)
6553               /* Check for target arithmetic overflow.  */
6554               && (neg_incr
6555                   ? s_end_val >= -s_max - 1
6556                   : s_end_val <= s_max))
6557             {
6558               se_ok = 1;
6559             }
6560         }
6561     }
6562
6563   /* Invalidate givs that fail the tests.  */
6564   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6565     if (v->ext_dependant)
6566       {
6567         enum rtx_code code = GET_CODE (v->ext_dependant);
6568         int ok = 0;
6569
6570         switch (code)
6571           {
6572           case SIGN_EXTEND:
6573             ok = se_ok;
6574             break;
6575           case ZERO_EXTEND:
6576             ok = ze_ok;
6577             break;
6578
6579           case TRUNCATE:
6580             /* We don't know whether this value is being used as either
6581                signed or unsigned, so to safely truncate we must satisfy
6582                both.  The initial check here verifies the BIV itself;
6583                once that is successful we may check its range wrt the
6584                derived GIV.  */
6585             if (se_ok && ze_ok)
6586               {
6587                 enum machine_mode outer_mode = GET_MODE (v->ext_dependant);
6588                 unsigned HOST_WIDE_INT max = GET_MODE_MASK (outer_mode) >> 1;
6589
6590                 /* We know from the above that both endpoints are nonnegative,
6591                    and that there is no wrapping.  Verify that both endpoints
6592                    are within the (signed) range of the outer mode.  */
6593                 if (u_start_val <= max && u_end_val <= max)
6594                   ok = 1;
6595               }
6596             break;
6597
6598           default:
6599             abort ();
6600           }
6601
6602         if (ok)
6603           {
6604             if (loop_dump_stream)
6605               {
6606                 fprintf (loop_dump_stream,
6607                          "Verified ext dependant giv at %d of reg %d\n",
6608                          INSN_UID (v->insn), bl->regno);
6609               }
6610           }
6611         else
6612           {
6613             if (loop_dump_stream)
6614               {
6615                 const char *why;
6616
6617                 if (info_ok)
6618                   why = "biv iteration values overflowed";
6619                 else
6620                   {
6621                     if (incr == pc_rtx)
6622                       incr = biv_total_increment (bl);
6623                     if (incr == const1_rtx)
6624                       why = "biv iteration info incomplete; incr by 1";
6625                     else
6626                       why = "biv iteration info incomplete";
6627                   }
6628
6629                 fprintf (loop_dump_stream,
6630                          "Failed ext dependant giv at %d, %s\n",
6631                          INSN_UID (v->insn), why);
6632               }
6633             v->ignore = 1;
6634           }
6635       }
6636 }
6637
6638 /* Generate a version of VALUE in a mode appropriate for initializing V.  */
6639
6640 rtx
6641 extend_value_for_giv (v, value)
6642      struct induction *v;
6643      rtx value;
6644 {
6645   rtx ext_dep = v->ext_dependant;
6646
6647   if (! ext_dep)
6648     return value;
6649
6650   /* Recall that check_ext_dependant_givs verified that the known bounds
6651      of a biv did not overflow or wrap with respect to the extension for
6652      the giv.  Therefore, constants need no additional adjustment.  */
6653   if (CONSTANT_P (value) && GET_MODE (value) == VOIDmode)
6654     return value;
6655
6656   /* Otherwise, we must adjust the value to compensate for the
6657      differing modes of the biv and the giv.  */
6658   return gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (ext_dep), GET_MODE (ext_dep), value);
6659 }
6660 \f
6661 struct combine_givs_stats
6662 {
6663   int giv_number;
6664   int total_benefit;
6665 };
6666
6667 static int
6668 cmp_combine_givs_stats (xp, yp)
6669      const PTR xp;
6670      const PTR yp;
6671 {
6672   const struct combine_givs_stats * const x =
6673     (const struct combine_givs_stats *) xp;
6674   const struct combine_givs_stats * const y =
6675     (const struct combine_givs_stats *) yp;
6676   int d;
6677   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6678   /* Stabilize the sort.  */
6679   if (!d)
6680     d = x->giv_number - y->giv_number;
6681   return d;
6682 }
6683
6684 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6685    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6686    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6687    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6688
6689 static void
6690 combine_givs (regs, bl)
6691      struct loop_regs *regs;
6692      struct iv_class *bl;
6693 {
6694   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
6695   const int extra_benefit = 3;
6696
6697   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6698   int i, j, k, giv_count;
6699   struct combine_givs_stats *stats;
6700   rtx *can_combine;
6701
6702   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6703   giv_count = 0;
6704   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6705     if (!g1->ignore)
6706       giv_count++;
6707
6708   giv_array
6709     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6710   i = 0;
6711   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6712     if (!g1->ignore)
6713       giv_array[i++] = g1;
6714
6715   stats = (struct combine_givs_stats *) xcalloc (giv_count, sizeof (*stats));
6716   can_combine = (rtx *) xcalloc (giv_count, giv_count * sizeof (rtx));
6717
6718   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6719     {
6720       int this_benefit;
6721       rtx single_use;
6722
6723       g1 = giv_array[i];
6724       stats[i].giv_number = i;
6725
6726       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
6727          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
6728          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
6729          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
6730          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
6731          be seen elsewhere as well.  */
6732       if (g1->giv_type == DEST_REG
6733           && (single_use = regs->array[REGNO (g1->dest_reg)].single_usage)
6734           && single_use != const0_rtx)
6735         continue;
6736
6737       this_benefit = g1->benefit;
6738       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6739       if (g1->no_const_addval)
6740         this_benefit += 1;
6741
6742       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6743         {
6744           rtx this_combine;
6745
6746           g2 = giv_array[j];
6747           if (g1 != g2
6748               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
6749             {
6750               can_combine[i * giv_count + j] = this_combine;
6751               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
6752             }
6753         }
6754       stats[i].total_benefit = this_benefit;
6755     }
6756
6757   /* Iterate, combining until we can't.  */
6758 restart:
6759   qsort (stats, giv_count, sizeof (*stats), cmp_combine_givs_stats);
6760
6761   if (loop_dump_stream)
6762     {
6763       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
6764       for (k = 0; k < giv_count; k++)
6765         {
6766           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
6767           if (!g1->combined_with && !g1->same)
6768             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
6769                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
6770                      stats[k].total_benefit);
6771         }
6772       putc ('\n', loop_dump_stream);
6773     }
6774
6775   for (k = 0; k < giv_count; k++)
6776     {
6777       int g1_add_benefit = 0;
6778
6779       i = stats[k].giv_number;
6780       g1 = giv_array[i];
6781
6782       /* If it has already been combined, skip.  */
6783       if (g1->combined_with || g1->same)
6784         continue;
6785
6786       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6787         {
6788           g2 = giv_array[j];
6789           if (g1 != g2 && can_combine[i * giv_count + j]
6790               /* If it has already been combined, skip.  */
6791               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
6792             {
6793               int l;
6794
6795               g2->new_reg = can_combine[i * giv_count + j];
6796               g2->same = g1;
6797               g1->combined_with++;
6798               g1->lifetime += g2->lifetime;
6799
6800               g1_add_benefit += g2->benefit;
6801
6802               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
6803                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
6804                  longer be necessary.  */
6805               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
6806                 g1_add_benefit -= copy_cost;
6807
6808               /* To help optimize the next set of combinations, remove
6809                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
6810               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
6811                 {
6812                   int m = stats[l].giv_number;
6813                   if (can_combine[m * giv_count + j])
6814                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
6815                 }
6816
6817               if (loop_dump_stream)
6818                 fprintf (loop_dump_stream,
6819                          "giv at %d combined with giv at %d; new benefit %d + %d, lifetime %d\n",
6820                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn),
6821                          g1->benefit, g1_add_benefit, g1->lifetime);
6822             }
6823         }
6824
6825       /* To help optimize the next set of combinations, remove
6826          this giv from the benefits of other potential mates.  */
6827       if (g1->combined_with)
6828         {
6829           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
6830             {
6831               int m = stats[j].giv_number;
6832               if (can_combine[m * giv_count + i])
6833                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
6834             }
6835
6836           g1->benefit += g1_add_benefit;
6837
6838           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
6839              Restart the combination so that proper weights for the
6840              rest of the givs are properly taken into account.  */
6841           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
6842              as to not cover old ground.  But sanely compacting
6843              can_combine is tricky.  */
6844           goto restart;
6845         }
6846     }
6847
6848   /* Clean up.  */
6849   free (stats);
6850   free (can_combine);
6851 }
6852 \f
6853 /* Generate sequence for REG = B * M + A.  */
6854
6855 static rtx
6856 gen_add_mult (b, m, a, reg)
6857      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
6858      rtx m;          /* multiplicative constant */
6859      rtx a;          /* additive constant */
6860      rtx reg;        /* destination register */
6861 {
6862   rtx seq;
6863   rtx result;
6864
6865   start_sequence ();
6866   /* Use unsigned arithmetic.  */
6867   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
6868   if (reg != result)
6869     emit_move_insn (reg, result);
6870   seq = gen_sequence ();
6871   end_sequence ();
6872
6873   return seq;
6874 }
6875
6876
6877 /* Update registers created in insn sequence SEQ.  */
6878
6879 static void
6880 loop_regs_update (loop, seq)
6881      const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED;
6882      rtx seq;
6883 {
6884   /* Update register info for alias analysis.  */
6885
6886   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
6887     {
6888       int i;
6889       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
6890         {
6891           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
6892           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
6893             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
6894         }
6895     }
6896   else
6897     {
6898       rtx set = single_set (seq);
6899       if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
6900         record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
6901     }
6902 }
6903
6904
6905 /* EMIT code before BEFORE_BB/BEFORE_INSN to set REG = B * M + A.  */
6906
6907 void
6908 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, b, m, a, reg, before_bb, before_insn)
6909      const struct loop *loop;
6910      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
6911      rtx m;          /* multiplicative constant */
6912      rtx a;          /* additive constant */
6913      rtx reg;        /* destination register */
6914      basic_block before_bb;
6915      rtx before_insn;
6916 {
6917   rtx seq;
6918
6919   if (! before_insn)
6920     {
6921       loop_iv_add_mult_hoist (loop, b, m, a, reg);
6922       return;
6923     }
6924
6925   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
6926   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), m, copy_rtx (a), reg);
6927
6928   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
6929   update_reg_last_use (a, before_insn);
6930   update_reg_last_use (b, before_insn);
6931   update_reg_last_use (m, before_insn);
6932
6933   loop_insn_emit_before (loop, before_bb, before_insn, seq);
6934
6935   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
6936      Iterate over the sequence we just created and record them all.  */
6937   loop_regs_update (loop, seq);
6938 }
6939
6940
6941 /* Emit insns in loop pre-header to set REG = B * M + A.  */
6942
6943 void
6944 loop_iv_add_mult_sink (loop, b, m, a, reg)
6945      const struct loop *loop;
6946      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
6947      rtx m;          /* multiplicative constant */
6948      rtx a;          /* additive constant */
6949      rtx reg;        /* destination register */
6950 {
6951   rtx seq;
6952
6953   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
6954   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), m, copy_rtx (a), reg);
6955
6956   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.
6957      ???? Is this really necessary?  */
6958   update_reg_last_use (a, loop->sink);
6959   update_reg_last_use (b, loop->sink);
6960   update_reg_last_use (m, loop->sink);
6961
6962   loop_insn_sink (loop, seq);
6963
6964   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
6965      Iterate over the sequence we just created and record them all.  */
6966   loop_regs_update (loop, seq);
6967 }
6968
6969
6970 /* Emit insns after loop to set REG = B * M + A.  */
6971
6972 void
6973 loop_iv_add_mult_hoist (loop, b, m, a, reg)
6974      const struct loop *loop;
6975      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
6976      rtx m;          /* multiplicative constant */
6977      rtx a;          /* additive constant */
6978      rtx reg;        /* destination register */
6979 {
6980   rtx seq;
6981
6982   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
6983   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), m, copy_rtx (a), reg);
6984
6985   loop_insn_hoist (loop, seq);
6986
6987   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
6988      Iterate over the sequence we just created and record them all.  */
6989   loop_regs_update (loop, seq);
6990 }
6991
6992
6993
6994 /* Similar to gen_add_mult, but compute cost rather than generating
6995    sequence.  */
6996
6997 static int
6998 iv_add_mult_cost (b, m, a, reg)
6999      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7000      rtx m;          /* multiplicative constant */
7001      rtx a;          /* additive constant */
7002      rtx reg;        /* destination register */
7003 {
7004   int cost = 0;
7005   rtx last, result;
7006
7007   start_sequence ();
7008   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
7009   if (reg != result)
7010     emit_move_insn (reg, result);
7011   last = get_last_insn ();
7012   while (last)
7013     {
7014       rtx t = single_set (last);
7015       if (t)
7016         cost += rtx_cost (SET_SRC (t), SET);
7017       last = PREV_INSN (last);
7018     }
7019   end_sequence ();
7020   return cost;
7021 }
7022 \f
7023 /* Test whether A * B can be computed without
7024    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7025
7026 static int
7027 product_cheap_p (a, b)
7028      rtx a;
7029      rtx b;
7030 {
7031   int i;
7032   rtx tmp;
7033   int win = 1;
7034
7035   /* If only one is constant, make it B.  */
7036   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7037     tmp = a, a = b, b = tmp;
7038
7039   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7040   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7041     return 1;
7042
7043   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7044   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7045     return 0;
7046
7047   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7048      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7049      of insns is generated.  */
7050
7051   start_sequence ();
7052   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 1);
7053   tmp = gen_sequence ();
7054   end_sequence ();
7055
7056   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7057     {
7058       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7059         win = 1;
7060       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7061         win = 0;
7062       else
7063         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7064           {
7065             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7066
7067             if (GET_CODE (insn) != INSN
7068                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7069                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7070                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7071                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7072                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7073               {
7074                 win = 0;
7075                 break;
7076               }
7077           }
7078     }
7079   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7080            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7081     win = 0;
7082   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7083            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7084            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7085     win = 0;
7086
7087   return win;
7088 }
7089 \f
7090 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7091    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7092    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7093    to see if the optimization can be performed.
7094    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7095
7096 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7097    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7098    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7099    faster than one that increments from zero.  */
7100
7101 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7102    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7103    final_[bg]iv_value.  */
7104
7105 static int
7106 check_dbra_loop (loop, insn_count)
7107      struct loop *loop;
7108      int insn_count;
7109 {
7110   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
7111   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
7112   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7113   struct iv_class *bl;
7114   rtx reg;
7115   rtx jump_label;
7116   rtx final_value;
7117   rtx start_value;
7118   rtx new_add_val;
7119   rtx comparison;
7120   rtx before_comparison;
7121   rtx p;
7122   rtx jump;
7123   rtx first_compare;
7124   int compare_and_branch;
7125   rtx loop_start = loop->start;
7126   rtx loop_end = loop->end;
7127
7128   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7129      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7130
7131   jump = PREV_INSN (loop_end);
7132   comparison = get_condition_for_loop (loop, jump);
7133   if (comparison == 0)
7134     return 0;
7135   if (!onlyjump_p (jump))
7136     return 0;
7137
7138   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7139      two instructions.  */
7140   get_condition (jump, &first_compare);
7141   if (first_compare == jump)
7142     compare_and_branch = 1;
7143   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7144     compare_and_branch = 2;
7145   else
7146     return 0;
7147
7148   {
7149     /* If more than one condition is present to control the loop, then
7150        do not proceed, as this function does not know how to rewrite
7151        loop tests with more than one condition.
7152
7153        Look backwards from the first insn in the last comparison
7154        sequence and see if we've got another comparison sequence.  */
7155
7156     rtx jump1;
7157     if ((jump1 = prev_nonnote_insn (first_compare)) != loop->cont)
7158       if (GET_CODE (jump1) == JUMP_INSN)
7159         return 0;
7160   }
7161
7162   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7163      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7164      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7165      used between its update and the test insn.  */
7166
7167   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
7168     {
7169       if (bl->biv_count == 1
7170           && ! bl->biv->maybe_multiple
7171           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7172           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7173                                    first_compare))
7174         break;
7175     }
7176
7177   if (! bl)
7178     return 0;
7179
7180   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7181      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7182      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7183      m68k DBRA instruction to be used.  */
7184
7185   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7186         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7187         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7188        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7189       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7190       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7191     {
7192       /* Initial value must be greater than 0,
7193          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7194          the last iteration */
7195
7196       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7197           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7198           && (INTVAL (bl->initial_value)
7199               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7200         {
7201           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7202           if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
7203             REG_NOTES (jump)
7204               = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
7205                                    REG_NOTES (jump));
7206           bl->nonneg = 1;
7207
7208           return 1;
7209         }
7210
7211       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7212          the loop, then we can safely optimize.  */
7213       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7214         {
7215           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7216             break;
7217           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7218             continue;
7219
7220           before_comparison = get_condition_for_loop (loop, p);
7221           if (before_comparison
7222               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7223               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7224               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7225               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7226               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7227             {
7228               if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
7229                 REG_NOTES (jump)
7230                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
7231                                        REG_NOTES (jump));
7232               bl->nonneg = 1;
7233
7234               return 1;
7235             }
7236         }
7237     }
7238   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7239            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7240     {
7241       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7242       /* Can do this if:
7243          all registers modified are induction variables or invariant,
7244          all memory references have non-overlapping addresses
7245          (obviously true if only one write)
7246          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7247       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7248          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7249          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7250          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7251          one biv.  */
7252       int num_nonfixed_reads = 0;
7253       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7254       int no_use_except_counting = 0;
7255       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7256          which is reversible.  */
7257       int reversible_mem_store = 1;
7258
7259       if (bl->giv_count == 0 && ! loop->exit_count)
7260         {
7261           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7262
7263           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7264              fall through at the end of the loop, then
7265              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7266           no_use_except_counting = 1;
7267           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7268             if (INSN_P (p))
7269               {
7270                 rtx set = single_set (p);
7271
7272                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7273                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7274                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7275                   ;
7276                 else if ((p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7277                           || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7278                          && reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7279                   {
7280                     /* If either of these insns uses the biv and sets a pseudo
7281                        that has more than one usage, then the biv has uses
7282                        other than counting since it's used to derive a value
7283                        that is used more than one time.  */
7284                     note_stores (PATTERN (p), note_set_pseudo_multiple_uses,
7285                                  regs);
7286                     if (regs->multiple_uses)
7287                       {
7288                         no_use_except_counting = 0;
7289                         break;
7290                       }
7291                   }
7292                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7293                   {
7294                     no_use_except_counting = 0;
7295                     break;
7296                   }
7297               }
7298         }
7299
7300       if (no_use_except_counting)
7301         /* No need to worry about MEMs.  */
7302         ;
7303       else if (loop_info->num_mem_sets <= 1)
7304         {
7305           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7306             if (INSN_P (p))
7307               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (loop, PATTERN (p));
7308
7309           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7310              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7311              might then have the wrong value at loop exit.
7312              This would work if the source was invariant also, however, in that
7313              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7314
7315           if (loop_info->num_mem_sets == 1)
7316             {
7317               struct induction *v;
7318
7319               reversible_mem_store
7320                 = (! loop_info->unknown_address_altered
7321                    && ! loop_info->unknown_constant_address_altered
7322                    && ! loop_invariant_p (loop,
7323                                           XEXP (XEXP (loop_info->store_mems, 0),
7324                                                 0)));
7325
7326               /* If the store depends on a register that is set after the
7327                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7328                  reversible.  */
7329               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7330                 {
7331                   if (v->giv_type == DEST_REG
7332                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7333                                           PATTERN (loop_info->first_loop_store_insn))
7334                       && loop_insn_first_p (loop_info->first_loop_store_insn,
7335                                             v->insn))
7336                     reversible_mem_store = 0;
7337                 }
7338             }
7339         }
7340       else
7341         return 0;
7342
7343       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7344          the memory address check by only reversing loops with
7345          zero or one memory access.
7346          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7347          and that can't be reversed.
7348          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7349          about all these things.  */
7350
7351       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7352            && ! loop_info->has_nonconst_call
7353            && ! loop_info->has_volatile
7354            && reversible_mem_store
7355            && (bl->giv_count + bl->biv_count + loop_info->num_mem_sets
7356                + LOOP_MOVABLES (loop)->num + compare_and_branch == insn_count)
7357            && (bl == ivs->list && bl->next == 0))
7358           || no_use_except_counting)
7359         {
7360           rtx tem;
7361
7362           /* Loop can be reversed.  */
7363           if (loop_dump_stream)
7364             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7365
7366           /* Now check other conditions:
7367
7368              The increment must be a constant, as must the initial value,
7369              and the comparison code must be LT.
7370
7371              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7372              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7373              confusing.  */
7374
7375           if (comparison
7376               /* for constants, LE gets turned into LT */
7377               && (GET_CODE (comparison) == LT
7378                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7379                       && no_use_except_counting)))
7380             {
7381               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val = 0;
7382               rtx initial_value, comparison_value;
7383               int nonneg = 0;
7384               enum rtx_code cmp_code;
7385               int comparison_const_width;
7386               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
7387
7388               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
7389               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7390               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
7391                 comparison_const_width
7392                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
7393               else
7394                 comparison_const_width
7395                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
7396               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7397                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
7398               comparison_sign_mask
7399                 = (unsigned HOST_WIDE_INT) 1 << (comparison_const_width - 1);
7400
7401               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
7402                  can not reverse this loop.
7403
7404                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
7405                  a whole compute an invariant result, then we could move
7406                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
7407               if (! loop_invariant_p (loop, comparison_value))
7408                 return 0;
7409
7410               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7411                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
7412               initial_value = bl->initial_value;
7413
7414               /* Normalize the initial value if it is an integer and
7415                  has no other use except as a counter.  This will allow
7416                  a few more loops to be reversed.  */
7417               if (no_use_except_counting
7418                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7419                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7420                 {
7421                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
7422                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
7423                      of add_val in order to do the loop reversal, so
7424                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
7425                      Since comparison_value is constant, we know that the
7426                      current comparison code is LT.  */
7427                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
7428                   comparison_val
7429                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
7430                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
7431                      even if there is an overflow, we might still be able to
7432                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
7433                      NE is possible.  */
7434                   initial_value = const0_rtx;
7435                 }
7436
7437               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
7438               if (initial_value == const0_rtx
7439                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count,
7440                      prefer the NE test, since this will allow that
7441                      instruction to be generated.  Note that we must
7442                      use a vanilla loop reversal if the biv is used to
7443                      calculate a giv or has a non-counting use.  */
7444 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) \
7445 && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
7446                   && (! (add_val == 1 && loop->vtop
7447                          && (bl->biv_count == 0
7448                              || no_use_except_counting)))
7449 #endif
7450                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7451                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
7452                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
7453                         & comparison_sign_mask))
7454                 {
7455                   /* Register will always be nonnegative, with value
7456                      0 on last iteration */
7457                   add_adjust = add_val;
7458                   nonneg = 1;
7459                   cmp_code = GE;
7460                 }
7461               else if (add_val == 1 && loop->vtop
7462                        && (bl->biv_count == 0
7463                            || no_use_except_counting))
7464                 {
7465                   add_adjust = 0;
7466                   cmp_code = NE;
7467                 }
7468               else
7469                 return 0;
7470
7471               if (GET_CODE (comparison) == LE)
7472                 add_adjust -= add_val;
7473
7474               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
7475                  value is not an exact multiple of the increment, then we
7476                  can not reverse this loop.  */
7477               if (initial_value == const0_rtx
7478                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7479                 {
7480                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
7481                     return 0;
7482                 }
7483               else
7484                 {
7485                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
7486                     return 0;
7487                 }
7488
7489               final_value = comparison_value;
7490
7491               /* Reset these in case we normalized the initial value
7492                  and comparison value above.  */
7493               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7494                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7495                 {
7496                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
7497                   final_value
7498                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
7499                 }
7500               bl->initial_value = initial_value;
7501
7502               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
7503               reg = bl->biv->dest_reg;
7504               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
7505               if (jump_label == pc_rtx)
7506                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
7507               new_add_val = GEN_INT (-INTVAL (bl->biv->add_val));
7508
7509               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
7510                  to generate a SUB.
7511                  Initialize biv to start_value before loop start.
7512                  The old initializing insn will be deleted as a
7513                  dead store by flow.c.  */
7514               if (initial_value == const0_rtx
7515                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7516                 {
7517                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
7518                   loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (reg, start_value));
7519                 }
7520               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7521                 {
7522                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
7523                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7524                   enum insn_code icode
7525                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7526
7527                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
7528                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
7529                             (comparison_value, mode))
7530                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
7531                             (offset, mode)))
7532                     return 0;
7533                   start_value
7534                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
7535                   loop_insn_hoist (loop, (GEN_FCN (icode)
7536                                              (reg, comparison_value, offset)));
7537                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
7538                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
7539                                                 GEN_INT (add_val));
7540                 }
7541               else if (! add_adjust)
7542                 {
7543                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7544                   enum insn_code icode
7545                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7546                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
7547                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
7548                             (comparison_value, mode))
7549                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
7550                             (initial_value, mode)))
7551                     return 0;
7552                   start_value
7553                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
7554                   loop_insn_hoist (loop, (GEN_FCN (icode)
7555                                              (reg, comparison_value,
7556                                               initial_value)));
7557                 }
7558               else
7559                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
7560                    better to have a testcase first.  */
7561                 return 0;
7562
7563               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
7564                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
7565               start_sequence ();
7566               expand_inc (reg, new_add_val);
7567               tem = gen_sequence ();
7568               end_sequence ();
7569
7570               p = loop_insn_emit_before (loop, 0, bl->biv->insn, tem);
7571               delete_insn (bl->biv->insn);
7572
7573               /* Update biv info to reflect its new status.  */
7574               bl->biv->insn = p;
7575               bl->initial_value = start_value;
7576               bl->biv->add_val = new_add_val;
7577
7578               /* Update loop info.  */
7579               loop_info->initial_value = reg;
7580               loop_info->initial_equiv_value = reg;
7581               loop_info->final_value = const0_rtx;
7582               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
7583               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
7584               loop_info->comparison_code = cmp_code;
7585               loop_info->increment = new_add_val;
7586
7587               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
7588                  not delete the label.  */
7589               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0))++;
7590
7591               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
7592                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
7593               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
7594                   || ! bl->init_insn
7595                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
7596                 loop_insn_sink (loop, gen_move_insn (reg, final_value));
7597
7598               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
7599               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
7600               if (compare_and_branch == 2)
7601                 delete_insn (first_compare);
7602
7603               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
7604               start_sequence ();
7605               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
7606                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
7607                                        XEXP (jump_label, 0));
7608               tem = gen_sequence ();
7609               end_sequence ();
7610               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
7611
7612               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
7613                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
7614                    tem = PREV_INSN (tem))
7615                 ;
7616
7617               if (tem)
7618                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
7619
7620               if (nonneg)
7621                 {
7622                   if (tem)
7623                     {
7624                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
7625                       /* Register is now always nonnegative,
7626                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
7627                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, reg,
7628                                                            REG_NOTES (tem));
7629                     }
7630                   bl->nonneg = 1;
7631                 }
7632
7633               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
7634                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
7635                  code).
7636                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
7637                  counting, or it is the only biv in this function.
7638                  However, the code that computes no_use_except_counting does
7639                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
7640                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
7641                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
7642                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
7643                  here.  */
7644               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7645                 if (INSN_P (p))
7646                   {
7647                     rtx *pnote;
7648                     rtx set = single_set (p);
7649                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
7650                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
7651                     if (! set
7652                         || GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
7653                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= ivs->n_regs
7654                         || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
7655                         || REG_IV_INFO (ivs, REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
7656                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
7657                         {
7658                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
7659                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
7660                                                   XEXP (*pnote, 0)))
7661                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
7662                           else
7663                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
7664                         }
7665                   }
7666
7667               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
7668                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
7669                  will have to be fixed up.  */
7670
7671               bl->reversed = 1;
7672
7673               if (loop_dump_stream)
7674                 {
7675                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
7676                   if (bl->nonneg)
7677                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
7678                   else
7679                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
7680                 }
7681
7682               return 1;
7683             }
7684         }
7685     }
7686
7687   return 0;
7688 }
7689 \f
7690 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
7691    based on the insns in the loop that refer to it.
7692
7693    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
7694
7695    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
7696    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
7697    start of the loop.  */
7698
7699 static int
7700 maybe_eliminate_biv (loop, bl, eliminate_p, threshold, insn_count)
7701      const struct loop *loop;
7702      struct iv_class *bl;
7703      int eliminate_p;
7704      int threshold, insn_count;
7705 {
7706   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7707   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
7708   rtx p;
7709
7710   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
7711      biv in a way that we cannot eliminate.  */
7712
7713   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
7714     {
7715       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
7716       basic_block where_bb = 0;
7717       rtx where_insn = threshold >= insn_count ? 0 : p;
7718
7719       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
7720       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
7721         {
7722           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
7723
7724           if (note)
7725             {
7726               rtx last = XEXP (note, 0);
7727               rtx set = single_set (last);
7728
7729               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7730                 {
7731                   unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
7732
7733                   if (regno < ivs->n_regs
7734                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == GENERAL_INDUCT
7735                       && REG_IV_INFO (ivs, regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
7736                     p = last;
7737                 }
7738             }
7739         }
7740       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
7741           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
7742           && ! maybe_eliminate_biv_1 (loop, PATTERN (p), p, bl,
7743                                       eliminate_p, where_bb, where_insn))
7744         {
7745           if (loop_dump_stream)
7746             fprintf (loop_dump_stream,
7747                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
7748                      bl->regno, INSN_UID (p));
7749           break;
7750         }
7751     }
7752
7753   if (p == loop->end)
7754     {
7755       if (loop_dump_stream)
7756         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
7757                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
7758       return 1;
7759     }
7760
7761   return 0;
7762 }
7763 \f
7764 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
7765    Return non-zero if INSN is first.  */
7766
7767 int
7768 loop_insn_first_p (insn, reference)
7769      rtx insn, reference;
7770 {
7771   rtx p, q;
7772
7773   for (p = insn, q = reference;;)
7774     {
7775       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
7776          first.  */
7777       if (q == insn || ! p)
7778         return 0;
7779       if (p == reference || ! q)
7780         return 1;
7781
7782       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
7783          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
7784          P is a note.  */
7785       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
7786           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
7787           && GET_CODE (p) != NOTE)
7788         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
7789
7790       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
7791           || GET_CODE (p) == NOTE)
7792         p = NEXT_INSN (p);
7793       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
7794         q = NEXT_INSN (q);
7795     }
7796 }
7797
7798 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
7799    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
7800    div derivation is zero.  */
7801 static int
7802 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
7803      struct induction *biv, *giv;
7804      rtx insn;
7805 {
7806   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7807      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7808      insn, then we'd have to adjust the value used here.
7809      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
7810   if (giv->auto_inc_opt
7811       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
7812            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
7813           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
7814               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
7815     return 0;
7816
7817   return 1;
7818 }
7819
7820 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
7821    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
7822
7823    If BIV does not appear in X, return 1.
7824
7825    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
7826    WHERE_INSN/WHERE_BB indicate where extra insns should be added.
7827    Depending on how many items have been moved out of the loop, it
7828    will either be before INSN (when WHERE_INSN is non-zero) or at the
7829    start of the loop (when WHERE_INSN is zero).  */
7830
7831 static int
7832 maybe_eliminate_biv_1 (loop, x, insn, bl, eliminate_p, where_bb, where_insn)
7833      const struct loop *loop;
7834      rtx x, insn;
7835      struct iv_class *bl;
7836      int eliminate_p;
7837      basic_block where_bb;
7838      rtx where_insn;
7839 {
7840   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
7841   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
7842   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7843   struct induction *v;
7844   rtx arg, tem;
7845 #ifdef HAVE_cc0
7846   rtx new;
7847 #endif
7848   int arg_operand;
7849   const char *fmt;
7850   int i, j;
7851
7852   switch (code)
7853     {
7854     case REG:
7855       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
7856          we can't eliminate it.  */
7857       if (x == reg)
7858         return 0;
7859       return 1;
7860
7861     case SET:
7862       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
7863       if (SET_DEST (x) == reg)
7864         return 1;
7865
7866       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
7867          it will go away when the giv is reduced.  */
7868       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7869         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
7870           return 1;
7871
7872 #ifdef HAVE_cc0
7873       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
7874         {
7875           /* Can replace with any giv that was reduced and
7876              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
7877              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
7878              ??? We disable this optimization to avoid potential
7879              overflows.  */
7880
7881           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7882             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
7883                 && v->add_val == const0_rtx
7884                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7885                 && v->mode == mode
7886                 && 0)
7887               {
7888                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
7889                   continue;
7890
7891                 if (! eliminate_p)
7892                   return 1;
7893
7894                 /* If the giv has the opposite direction of change,
7895                    then reverse the comparison.  */
7896                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
7897                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
7898                                          const0_rtx, v->new_reg);
7899                 else
7900                   new = v->new_reg;
7901
7902                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
7903                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
7904                   return 1;
7905               }
7906
7907           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
7908              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
7909              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
7910              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
7911              overflow problem.  */
7912
7913           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7914             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
7915                 && v->mult_val != const0_rtx
7916                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7917                 && v->mode == mode
7918                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
7919                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
7920                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
7921                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
7922                         && REG_POINTER (v->add_val))))
7923               {
7924                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
7925                   continue;
7926
7927                 if (! eliminate_p)
7928                   return 1;
7929
7930                 /* If the giv has the opposite direction of change,
7931                    then reverse the comparison.  */
7932                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
7933                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
7934                                          v->new_reg);
7935                 else
7936                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
7937                                          copy_rtx (v->add_val));
7938
7939                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
7940                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
7941                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
7942                   return 1;
7943
7944                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
7945                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
7946                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
7947
7948                 loop_insn_emit_before (loop, 0, where_insn,
7949                                        gen_move_insn (tem,
7950                                                       copy_rtx (v->add_val)));
7951
7952                 /* Substitute the new register for its invariant value in
7953                    the compare expression.  */
7954                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
7955                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
7956                   return 1;
7957               }
7958         }
7959 #endif
7960       break;
7961
7962     case COMPARE:
7963     case EQ:  case NE:
7964     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
7965     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
7966       /* See if either argument is the biv.  */
7967       if (XEXP (x, 0) == reg)
7968         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
7969       else if (XEXP (x, 1) == reg)
7970         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
7971       else
7972         break;
7973
7974       if (CONSTANT_P (arg))
7975         {
7976           /* First try to replace with any giv that has constant positive
7977              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
7978              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
7979
7980           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7981             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
7982                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
7983                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
7984                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
7985                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
7986                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
7987                         && REG_POINTER (v->add_val)))
7988                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7989                 && v->mode == mode)
7990               {
7991                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
7992                   continue;
7993
7994                 if (! eliminate_p)
7995                   return 1;
7996
7997                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
7998                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand), v->new_reg, 1);
7999
8000                 /* If all constants are actually constant integers and
8001                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8002                    do so.  */
8003                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8004                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8005                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
8006                   {
8007                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8008                                      GEN_INT (INTVAL (arg)
8009                                               * INTVAL (v->mult_val)
8010                                               + INTVAL (v->add_val)), 1);
8011                   }
8012                 else
8013                   {
8014                     /* Otherwise, load it into a register.  */
8015                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8016                     loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
8017                                                   v->mult_val, v->add_val,
8018                                                   tem, where_bb, where_insn);
8019                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8020                   }
8021                 if (apply_change_group ())
8022                   return 1;
8023               }
8024
8025           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8026              Insert insns to calculate new compare value.
8027              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8028
8029           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8030             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8031                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
8032                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8033                 && v->mode == mode
8034                 && 0)
8035               {
8036                 rtx tem;
8037
8038                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8039                   continue;
8040
8041                 if (! eliminate_p)
8042                   return 1;
8043
8044                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8045
8046                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8047                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8048                                  v->new_reg, 1);
8049
8050                 /* Compute value to compare against.  */
8051                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
8052                                               v->mult_val, v->add_val,
8053                                               tem, where_bb, where_insn);
8054                 /* Use it in this insn.  */
8055                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8056                 if (apply_change_group ())
8057                   return 1;
8058               }
8059         }
8060       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8061         {
8062           if (loop_invariant_p (loop, arg) == 1)
8063             {
8064               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8065                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8066                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8067
8068               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8069                 if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
8070                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8071                     && v->mode == mode
8072                     && 0)
8073                   {
8074                     rtx tem;
8075
8076                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8077                       continue;
8078
8079                     if (! eliminate_p)
8080                       return 1;
8081
8082                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8083
8084                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8085                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8086                                      v->new_reg, 1);
8087
8088                     /* Compute value to compare against.  */
8089                     loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
8090                                                   v->mult_val, v->add_val,
8091                                                   tem, where_bb, where_insn);
8092                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8093                     if (apply_change_group ())
8094                       return 1;
8095                   }
8096             }
8097
8098           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8099              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8100              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8101              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8102              but that can generate poor code.
8103
8104              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8105              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8106              we might have to do a topological sort of the order in which
8107              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8108              this sort of thing now.  */
8109
8110 #if 0
8111           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8112           if (GET_CODE (arg) != REG
8113               || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8114             return 0;
8115
8116           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8117              with identical coefficients.  */
8118           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8119             {
8120               struct induction *tv;
8121
8122               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8123                 continue;
8124
8125               for (tv = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (arg))->giv; tv;
8126                    tv = tv->next_iv)
8127                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8128                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8129                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8130                     && tv->mode == mode)
8131                   {
8132                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8133                       continue;
8134
8135                     if (! eliminate_p)
8136                       return 1;
8137
8138                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8139                     XEXP (x, 1 - arg_operand) = v->new_reg;
8140                     /* Replace other operand with the other giv's
8141                        reduced reg.  */
8142                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8143                     return 1;
8144                   }
8145             }
8146 #endif
8147         }
8148
8149       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8150       return 0;
8151
8152     case MEM:
8153       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8154          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8155       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8156         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8157           return 1;
8158       break;
8159
8160     default:
8161       break;
8162     }
8163
8164   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8165   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8166   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8167     {
8168       switch (fmt[i])
8169         {
8170         case 'e':
8171           if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XEXP (x, i), insn, bl,
8172                                        eliminate_p, where_bb, where_insn))
8173             return 0;
8174           break;
8175
8176         case 'E':
8177           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8178             if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8179                                          eliminate_p, where_bb, where_insn))
8180               return 0;
8181           break;
8182         }
8183     }
8184
8185   return 1;
8186 }
8187 \f
8188 /* Return nonzero if the last use of REG
8189    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8190
8191 static int
8192 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8193      rtx reg;
8194      rtx insn;
8195 {
8196   rtx n;
8197   for (n = insn;
8198        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8199        n = NEXT_INSN (n))
8200     {
8201       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8202         return 1;
8203     }
8204   return 0;
8205 }
8206 \f
8207 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8208    just record the location of the set and process it later.  */
8209
8210 static void
8211 record_initial (dest, set, data)
8212      rtx dest;
8213      rtx set;
8214      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
8215 {
8216   struct loop_ivs *ivs = (struct loop_ivs *) data;
8217   struct iv_class *bl;
8218
8219   if (GET_CODE (dest) != REG
8220       || REGNO (dest) >= ivs->n_regs
8221       || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8222     return;
8223
8224   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest));
8225
8226   /* If this is the first set found, record it.  */
8227   if (bl->init_insn == 0)
8228     {
8229       bl->init_insn = note_insn;
8230       bl->init_set = set;
8231     }
8232 }
8233 \f
8234 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8235    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8236    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8237    use it.  X must be a source expression only.  */
8238
8239 static void
8240 update_reg_last_use (x, insn)
8241      rtx x;
8242      rtx insn;
8243 {
8244   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8245      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8246      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8247      and hence this insn will never be the last use of x.
8248      ???? This comment is not correct.  See for example loop_givs_reduce.
8249      This may insert an insn before another new insn.  */
8250   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8251       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8252       && REGNO_LAST_LUID (REGNO (x)) < INSN_LUID (insn))
8253     {
8254       REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8255     }
8256   else
8257     {
8258       register int i, j;
8259       register const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8260       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8261         {
8262           if (fmt[i] == 'e')
8263             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8264           else if (fmt[i] == 'E')
8265             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8266               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8267         }
8268     }
8269 }
8270 \f
8271 /* Given an insn INSN and condition COND, return the condition in a
8272    canonical form to simplify testing by callers.  Specifically:
8273
8274    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8275    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8276    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8277    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8278        for GE, GEU, and LEU.
8279
8280    If the condition cannot be understood, or is an inequality floating-point
8281    comparison which needs to be reversed, 0 will be returned.
8282
8283    If REVERSE is non-zero, then reverse the condition prior to canonizing it.
8284
8285    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8286    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8287    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8288    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8289
8290    If WANT_REG is non-zero, we wish the condition to be relative to that
8291    register, if possible.  Therefore, do not canonicalize the condition
8292    further.  */
8293
8294 rtx
8295 canonicalize_condition (insn, cond, reverse, earliest, want_reg)
8296      rtx insn;
8297      rtx cond;
8298      int reverse;
8299      rtx *earliest;
8300      rtx want_reg;
8301 {
8302   enum rtx_code code;
8303   rtx prev = insn;
8304   rtx set;
8305   rtx tem;
8306   rtx op0, op1;
8307   int reverse_code = 0;
8308   int did_reverse_condition = 0;
8309   enum machine_mode mode;
8310
8311   code = GET_CODE (cond);
8312   mode = GET_MODE (cond);
8313   op0 = XEXP (cond, 0);
8314   op1 = XEXP (cond, 1);
8315
8316   if (reverse)
8317     {
8318       code = reverse_condition (code);
8319       did_reverse_condition ^= 1;
8320     }
8321
8322   if (earliest)
8323     *earliest = insn;
8324
8325   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8326      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8327      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8328      in cse.c  */
8329
8330   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<'
8331          && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0))
8332          && op0 != want_reg)
8333     {
8334       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8335       rtx x = 0;
8336
8337 #ifdef HAVE_cc0
8338       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8339          insn.  */
8340       if (op0 == cc0_rtx)
8341         {
8342           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8343               || GET_CODE (prev) != INSN
8344               || (set = single_set (prev)) == 0
8345               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8346             return 0;
8347
8348           op0 = SET_SRC (set);
8349           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8350           if (earliest)
8351             *earliest = prev;
8352         }
8353 #endif
8354
8355       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8356       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8357         {
8358           op1 = XEXP (op0, 1);
8359           op0 = XEXP (op0, 0);
8360           continue;
8361         }
8362       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8363         break;
8364
8365       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8366          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8367          we don't want to bother dealing with it.  */
8368
8369       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8370           || GET_CODE (prev) != INSN
8371           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8372           || (set = single_set (prev)) == 0)
8373         break;
8374
8375       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8376          relevant.  */
8377       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8378         {
8379           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
8380
8381           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8382              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8383              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8384              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8385              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8386              should not affect other platforms.
8387
8388              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8389              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
8390              modeless comparisons inside branch patterns.
8391
8392              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
8393              in simplify_comparison in combine.  */
8394
8395           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
8396                || (((code == NE
8397                      || (code == LT
8398                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8399                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8400                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8401                          && (STORE_FLAG_VALUE
8402                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8403                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8404 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8405                      || (code == LT
8406                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8407                          && (REAL_VALUE_NEGATIVE
8408                              (FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode))))
8409 #endif
8410                      ))
8411                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
8412               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8413                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8414                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8415             x = SET_SRC (set);
8416           else if (((code == EQ
8417                      || (code == GE
8418                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8419                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8420                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8421                          && (STORE_FLAG_VALUE
8422                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8423                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8424 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8425                      || (code == GE
8426                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8427                          && (REAL_VALUE_NEGATIVE
8428                              (FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode))))
8429 #endif
8430                      ))
8431                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
8432                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8433                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8434                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8435
8436             {
8437               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
8438                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
8439                  have had to reverse the condition.  */
8440               did_reverse_condition ^= 1;
8441               reverse_code = 1;
8442               x = SET_SRC (set);
8443             }
8444           else
8445             break;
8446         }
8447
8448       else if (reg_set_p (op0, prev))
8449         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
8450         break;
8451
8452       if (x)
8453         {
8454           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
8455             code = GET_CODE (x);
8456           if (reverse_code)
8457             {
8458               code = reverse_condition (code);
8459               if (code == UNKNOWN)
8460                 return 0;
8461               did_reverse_condition ^= 1;
8462               reverse_code = 0;
8463             }
8464
8465           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
8466           if (earliest)
8467             *earliest = prev;
8468         }
8469     }
8470
8471   /* If constant is first, put it last.  */
8472   if (CONSTANT_P (op0))
8473     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
8474
8475   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
8476      was really being compared, so fail.  */
8477   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
8478     return 0;
8479
8480   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
8481      if we can do computations in the relevant mode and we do not
8482      overflow.  */
8483
8484   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
8485       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
8486       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8487     {
8488       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
8489       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
8490       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
8491         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
8492
8493       switch (code)
8494         {
8495         case LE:
8496           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
8497             code = LT, op1 = GEN_INT (const_val + 1);
8498           break;
8499
8500         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
8501            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
8502         case GE:
8503           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
8504               != (((HOST_WIDE_INT) 1
8505                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
8506             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
8507           break;
8508
8509         case LEU:
8510           if (uconst_val < max_val)
8511             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
8512           break;
8513
8514         case GEU:
8515           if (uconst_val != 0)
8516             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
8517           break;
8518
8519         default:
8520           break;
8521         }
8522     }
8523
8524   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
8525      EQ or NE or (UN)ORDERED, return zero.  */
8526   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
8527       && did_reverse_condition
8528       && code != NE && code != EQ && code != UNORDERED && code != ORDERED
8529       && ! flag_fast_math
8530       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
8531     return 0;
8532
8533 #ifdef HAVE_cc0
8534   /* Never return CC0; return zero instead.  */
8535   if (op0 == cc0_rtx)
8536     return 0;
8537 #endif
8538
8539   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
8540 }
8541
8542 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8543    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8544    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8545    be returned.
8546
8547    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8548    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8549    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8550    insn and we will be sure that the inputs are still valid.  */
8551
8552 rtx
8553 get_condition (jump, earliest)
8554      rtx jump;
8555      rtx *earliest;
8556 {
8557   rtx cond;
8558   int reverse;
8559   rtx set;
8560
8561   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8562   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8563       || ! any_condjump_p (jump))
8564     return 0;
8565   set = pc_set (jump);
8566
8567   cond = XEXP (SET_SRC (set), 0);
8568
8569   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8570      the condition.  */
8571   reverse
8572     = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (set), 2)) == LABEL_REF
8573       && XEXP (XEXP (SET_SRC (set), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump);
8574
8575   return canonicalize_condition (jump, cond, reverse, earliest, NULL_RTX);
8576 }
8577
8578 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
8579    unless both operands are invariants.  */
8580
8581 rtx
8582 get_condition_for_loop (loop, x)
8583      const struct loop *loop;
8584      rtx x;
8585 {
8586   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
8587
8588   if (comparison == 0
8589       || ! loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 0))
8590       || loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 1)))
8591     return comparison;
8592
8593   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
8594                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
8595 }
8596
8597 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
8598
8599    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
8600    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
8601 static int
8602 indirect_jump_in_function_p (start)
8603      rtx start;
8604 {
8605   rtx insn;
8606
8607   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
8608     if (computed_jump_p (insn))
8609       return 1;
8610
8611   return 0;
8612 }
8613
8614 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
8615    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
8616    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
8617
8618 static int
8619 insert_loop_mem (mem, data)
8620      rtx *mem;
8621      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
8622 {
8623   struct loop_info *loop_info = data;
8624   int i;
8625   rtx m = *mem;
8626
8627   if (m == NULL_RTX)
8628     return 0;
8629
8630   switch (GET_CODE (m))
8631     {
8632     case MEM:
8633       break;
8634
8635     case CLOBBER:
8636       /* We're not interested in MEMs that are only clobbered.  */
8637       return -1;
8638
8639     case CONST_DOUBLE:
8640       /* We're not interested in the MEM associated with a
8641          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
8642       return -1;
8643
8644     case EXPR_LIST:
8645       /* We're not interested in any MEMs that only appear in notes.  */
8646       return -1;
8647
8648     default:
8649       /* This is not a MEM.  */
8650       return 0;
8651     }
8652
8653   /* See if we've already seen this MEM.  */
8654   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
8655     if (rtx_equal_p (m, loop_info->mems[i].mem))
8656       {
8657         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_info->mems[i].mem))
8658           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
8659              this happens, something tricky is going on, and we just
8660              don't optimize accesses to this MEM.  */
8661           loop_info->mems[i].optimize = 0;
8662
8663         return 0;
8664       }
8665
8666   /* Resize the array, if necessary.  */
8667   if (loop_info->mems_idx == loop_info->mems_allocated)
8668     {
8669       if (loop_info->mems_allocated != 0)
8670         loop_info->mems_allocated *= 2;
8671       else
8672         loop_info->mems_allocated = 32;
8673
8674       loop_info->mems = (loop_mem_info *)
8675         xrealloc (loop_info->mems,
8676                   loop_info->mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
8677     }
8678
8679   /* Actually insert the MEM.  */
8680   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].mem = m;
8681   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
8682      because we can't put it in a register.  We still store it in the
8683      table, though, so that if we see the same address later, but in a
8684      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
8685   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
8686   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].reg = NULL_RTX;
8687   ++loop_info->mems_idx;
8688
8689   return 0;
8690 }
8691
8692
8693 /* Allocate REGS->ARRAY or reallocate it if it is too small.
8694
8695    Increment REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP at the index I of each
8696    register that is modified by an insn between FROM and TO.  If the
8697    value of an element of REGS->array[I].SET_IN_LOOP becomes 127 or
8698    more, stop incrementing it, to avoid overflow.
8699
8700    Store in REGS->ARRAY[I].SINGLE_USAGE the single insn in which
8701    register I is used, if it is only used once.  Otherwise, it is set
8702    to 0 (for no uses) or const0_rtx for more than one use.  This
8703    parameter may be zero, in which case this processing is not done.
8704
8705    Set REGS->ARRAY[I].MAY_NOT_OPTIMIZE nonzero if we should not
8706    optimize register I.
8707
8708    Store in *COUNT_PTR the number of actual instructions
8709    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
8710
8711 static void
8712 loop_regs_scan (loop, extra_size, count_ptr)
8713      const struct loop *loop;
8714      int extra_size;
8715      int *count_ptr;
8716 {
8717   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
8718   int old_nregs;
8719   /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current
8720    basic block.  In that case, it is the insn that last set reg n.  */
8721   rtx *last_set;
8722   rtx insn;
8723   int count = 0;
8724   int i;
8725
8726   old_nregs = regs->num;
8727   regs->num = max_reg_num ();
8728
8729   /* Grow the regs array if not allocated or too small.  */
8730   if (regs->num >= regs->size)
8731     {
8732       regs->size = regs->num + extra_size;
8733
8734       regs->array = (struct loop_reg *)
8735         xrealloc (regs->array, regs->size * sizeof (*regs->array));
8736
8737       /* Zero the new elements.  */
8738       memset (regs->array + old_nregs, 0,
8739               (regs->size - old_nregs) * sizeof (*regs->array));
8740     }
8741
8742   /* Clear previously scanned fields but do not clear n_times_set.  */
8743   for (i = 0; i < old_nregs; i++)
8744     {
8745       regs->array[i].set_in_loop = 0;
8746       regs->array[i].may_not_optimize = 0;
8747       regs->array[i].single_usage = NULL_RTX;
8748     }
8749
8750   last_set = (rtx *) xcalloc (regs->num, sizeof (rtx));
8751
8752   /* Scan the loop, recording register usage.  */
8753   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
8754        insn = NEXT_INSN (insn))
8755     {
8756       if (INSN_P (insn))
8757         {
8758           ++count;
8759
8760           /* Record registers that have exactly one use.  */
8761           find_single_use_in_loop (regs, insn, PATTERN (insn));
8762
8763           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
8764           if (REG_NOTES (insn))
8765             find_single_use_in_loop (regs, insn, REG_NOTES (insn));
8766
8767           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
8768               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
8769             count_one_set (regs, insn, PATTERN (insn), last_set);
8770           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
8771             {
8772               register int i;
8773               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
8774                 count_one_set (regs, insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
8775                                last_set);
8776             }
8777         }
8778
8779       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
8780         memset (last_set, 0, regs->num * sizeof (rtx));
8781     }
8782
8783   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
8784     {
8785       regs->array[i].may_not_optimize = 1;
8786       regs->array[i].set_in_loop = 1;
8787     }
8788
8789 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
8790   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
8791      create CCmode register copies.  */
8792   for (i = regs->num - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
8793     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
8794       regs->array[i].may_not_optimize = 1;
8795 #endif
8796
8797   /* Set regs->array[I].n_times_set for the new registers.  */
8798   for (i = old_nregs; i < regs->num; i++)
8799     regs->array[i].n_times_set = regs->array[i].set_in_loop;
8800
8801   free (last_set);
8802   *count_ptr = count;
8803 }
8804
8805
8806 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  */
8807
8808 static void
8809 load_mems (loop)
8810      const struct loop *loop;
8811 {
8812   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
8813   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
8814   int maybe_never = 0;
8815   int i;
8816   rtx p;
8817   rtx label = NULL_RTX;
8818   rtx end_label;
8819   /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
8820   int next_maybe_never = 0;
8821   unsigned int last_max_reg = max_reg_num ();
8822
8823   if (loop_info->mems_idx == 0)
8824     return;
8825
8826   /* We cannot use next_label here because it skips over normal insns.  */
8827   end_label = next_nonnote_insn (loop->end);
8828   if (end_label && GET_CODE (end_label) != CODE_LABEL)
8829     end_label = NULL_RTX;
8830
8831   /* Check to see if it's possible that some instructions in the loop are
8832      never executed.  Also check if there is a goto out of the loop other
8833      than right after the end of the loop.  */
8834   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
8835        p != NULL_RTX && ! maybe_never;
8836        p = next_insn_in_loop (loop, p))
8837     {
8838       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
8839         maybe_never = 1;
8840       else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
8841                /* If we enter the loop in the middle, and scan
8842                   around to the beginning, don't set maybe_never
8843                   for that.  This must be an unconditional jump,
8844                   otherwise the code at the top of the loop might
8845                   never be executed.  Unconditional jumps are
8846                   followed a by barrier then loop end.  */
8847                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
8848                      && JUMP_LABEL (p) == loop->top
8849                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
8850                      && any_uncondjump_p (p)))
8851         {
8852           /* If this is a jump outside of the loop but not right
8853              after the end of the loop, we would have to emit new fixup
8854              sequences for each such label.  */
8855           if (JUMP_LABEL (p) != end_label
8856               && (INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop
8857                   || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop->start)
8858                   || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop->end)))
8859             return;
8860
8861           if (!any_condjump_p (p))
8862             /* Something complicated.  */
8863             maybe_never = 1;
8864           else
8865             /* If there are any more instructions in the loop, they
8866                might not be reached.  */
8867             next_maybe_never = 1;
8868         }
8869       else if (next_maybe_never)
8870         maybe_never = 1;
8871     }
8872
8873   /* Find start of the extended basic block that enters the loop.  */
8874   for (p = loop->start;
8875        PREV_INSN (p) && GET_CODE (p) != CODE_LABEL;
8876        p = PREV_INSN (p))
8877     ;
8878
8879   cselib_init ();
8880
8881   /* Build table of mems that get set to constant values before the
8882      loop.  */
8883   for (; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
8884     cselib_process_insn (p);
8885
8886   /* Actually move the MEMs.  */
8887   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
8888     {
8889       regset_head load_copies;
8890       regset_head store_copies;
8891       int written = 0;
8892       rtx reg;
8893       rtx mem = loop_info->mems[i].mem;
8894       rtx mem_list_entry;
8895
8896       if (MEM_VOLATILE_P (mem)
8897           || loop_invariant_p (loop, XEXP (mem, 0)) != 1)
8898         /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
8899         loop_info->mems[i].optimize = 0;
8900
8901       /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
8902          one is aliased by one of them.  */
8903       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
8904       while (mem_list_entry)
8905         {
8906           if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
8907             written = 1;
8908           else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
8909                                     mem, rtx_varies_p))
8910             {
8911               /* MEM is indeed aliased by this store.  */
8912               loop_info->mems[i].optimize = 0;
8913               break;
8914             }
8915           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
8916         }
8917
8918       if (flag_float_store && written
8919           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (mem)) == MODE_FLOAT)
8920         loop_info->mems[i].optimize = 0;
8921
8922       /* If this MEM is written to, we must be sure that there
8923          are no reads from another MEM that aliases this one.  */
8924       if (loop_info->mems[i].optimize && written)
8925         {
8926           int j;
8927
8928           for (j = 0; j < loop_info->mems_idx; ++j)
8929             {
8930               if (j == i)
8931                 continue;
8932               else if (true_dependence (mem,
8933                                         VOIDmode,
8934                                         loop_info->mems[j].mem,
8935                                         rtx_varies_p))
8936                 {
8937                   /* It's not safe to hoist loop_info->mems[i] out of
8938                      the loop because writes to it might not be
8939                      seen by reads from loop_info->mems[j].  */
8940                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
8941                   break;
8942                 }
8943             }
8944         }
8945
8946       if (maybe_never && may_trap_p (mem))
8947         /* We can't access the MEM outside the loop; it might
8948            cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
8949         loop_info->mems[i].optimize = 0;
8950
8951       if (!loop_info->mems[i].optimize)
8952         /* We thought we were going to lift this MEM out of the
8953            loop, but later discovered that we could not.  */
8954         continue;
8955
8956       INIT_REG_SET (&load_copies);
8957       INIT_REG_SET (&store_copies);
8958
8959       /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
8960          order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
8961          out of the loop just because this REG is neither a
8962          user-variable nor used in the loop test.  */
8963       reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
8964       REG_USERVAR_P (reg) = 1;
8965       loop_info->mems[i].reg = reg;
8966
8967       /* Now, replace all references to the MEM with the
8968          corresponding pesudos.  */
8969       maybe_never = 0;
8970       for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
8971            p != NULL_RTX;
8972            p = next_insn_in_loop (loop, p))
8973         {
8974           if (INSN_P (p))
8975             {
8976               rtx set;
8977
8978               set = single_set (p);
8979
8980               /* See if this copies the mem into a register that isn't
8981                  modified afterwards.  We'll try to do copy propagation
8982                  a little further on.  */
8983               if (set
8984                   /* @@@ This test is _way_ too conservative.  */
8985                   && ! maybe_never
8986                   && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
8987                   && REGNO (SET_DEST (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
8988                   && REGNO (SET_DEST (set)) < last_max_reg
8989                   && regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].n_times_set == 1
8990                   && rtx_equal_p (SET_SRC (set), mem))
8991                 SET_REGNO_REG_SET (&load_copies, REGNO (SET_DEST (set)));
8992
8993               /* See if this copies the mem from a register that isn't
8994                  modified afterwards.  We'll try to remove the
8995                  redundant copy later on by doing a little register
8996                  renaming and copy propagation.   This will help
8997                  to untangle things for the BIV detection code.  */
8998               if (set
8999                   && ! maybe_never
9000                   && GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
9001                   && REGNO (SET_SRC (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
9002                   && REGNO (SET_SRC (set)) < last_max_reg
9003                   && regs->array[REGNO (SET_SRC (set))].n_times_set == 1
9004                   && rtx_equal_p (SET_DEST (set), mem))
9005                 SET_REGNO_REG_SET (&store_copies, REGNO (SET_SRC (set)));
9006
9007               /* Replace the memory reference with the shadow register.  */
9008               replace_loop_mems (p, loop_info->mems[i].mem,
9009                                  loop_info->mems[i].reg);
9010             }
9011
9012           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL
9013               || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
9014             maybe_never = 1;
9015         }
9016
9017       if (! apply_change_group ())
9018         /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9019         loop_info->mems[i].optimize = 0;
9020       else
9021         {
9022           /* Load the memory immediately before LOOP->START, which is
9023              the NOTE_LOOP_BEG.  */
9024           cselib_val *e = cselib_lookup (mem, VOIDmode, 0);
9025           rtx set;
9026           rtx best = mem;
9027           int j;
9028           struct elt_loc_list *const_equiv = 0;
9029
9030           if (e)
9031             {
9032               struct elt_loc_list *equiv;
9033               struct elt_loc_list *best_equiv = 0;
9034               for (equiv = e->locs; equiv; equiv = equiv->next)
9035                 {
9036                   if (CONSTANT_P (equiv->loc))
9037                     const_equiv = equiv;
9038                   else if (GET_CODE (equiv->loc) == REG
9039                            /* Extending hard register lifetimes cuases crash
9040                               on SRC targets.  Doing so on non-SRC is
9041                               probably also not good idea, since we most
9042                               probably have pseudoregister equivalence as
9043                               well.  */
9044                            && REGNO (equiv->loc) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
9045                     best_equiv = equiv;
9046                 }
9047               /* Use the constant equivalence if that is cheap enough.  */
9048               if (! best_equiv)
9049                 best_equiv = const_equiv;
9050               else if (const_equiv
9051                        && (rtx_cost (const_equiv->loc, SET)
9052                            <= rtx_cost (best_equiv->loc, SET)))
9053                 {
9054                   best_equiv = const_equiv;
9055                   const_equiv = 0;
9056                 }
9057
9058               /* If best_equiv is nonzero, we know that MEM is set to a
9059                  constant or register before the loop.  We will use this
9060                  knowledge to initialize the shadow register with that
9061                  constant or reg rather than by loading from MEM.  */
9062               if (best_equiv)
9063                 best = copy_rtx (best_equiv->loc);
9064             }
9065           set = gen_move_insn (reg, best);
9066           set = loop_insn_hoist (loop, set);
9067           if (const_equiv)
9068             REG_NOTES (set) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUAL,
9069                                                  copy_rtx (const_equiv->loc),
9070                                                  REG_NOTES (set));
9071
9072           if (written)
9073             {
9074               if (label == NULL_RTX)
9075                 {
9076                   label = gen_label_rtx ();
9077                   emit_label_after (label, loop->end);
9078                 }
9079
9080               /* Store the memory immediately after END, which is
9081                  the NOTE_LOOP_END.  */
9082               set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9083               loop_insn_emit_after (loop, 0, label, set);
9084             }
9085
9086           if (loop_dump_stream)
9087             {
9088               fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9089                        REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9090               print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9091               fputc ('\n', loop_dump_stream);
9092             }
9093
9094           /* Attempt a bit of copy propagation.  This helps untangle the
9095              data flow, and enables {basic,general}_induction_var to find
9096              more bivs/givs.  */
9097           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
9098             (&load_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j,
9099              {
9100                try_copy_prop (loop, reg, j);
9101              });
9102           CLEAR_REG_SET (&load_copies);
9103
9104           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
9105             (&store_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j,
9106              {
9107                try_swap_copy_prop (loop, reg, j);
9108              });
9109           CLEAR_REG_SET (&store_copies);
9110         }
9111     }
9112
9113   if (label != NULL_RTX && end_label != NULL_RTX)
9114     {
9115       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9116          label with the new one.  */
9117       rtx_pair rr;
9118       rr.r1 = end_label;
9119       rr.r2 = label;
9120
9121       for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
9122         {
9123           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9124
9125           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9126              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9127              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9128              because the immediately following unroll pass will use it.
9129              replace_label would not work anyways, because that only handles
9130              LABEL_REFs.  */
9131           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9132             JUMP_LABEL (p) = label;
9133         }
9134     }
9135
9136   cselib_finish ();
9137 }
9138
9139 /* For communication between note_reg_stored and its caller.  */
9140 struct note_reg_stored_arg
9141 {
9142   int set_seen;
9143   rtx reg;
9144 };
9145
9146 /* Called via note_stores, record in SET_SEEN whether X, which is written,
9147    is equal to ARG.  */
9148 static void
9149 note_reg_stored (x, setter, arg)
9150      rtx x, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
9151      void *arg;
9152 {
9153   struct note_reg_stored_arg *t = (struct note_reg_stored_arg *) arg;
9154   if (t->reg == x)
9155     t->set_seen = 1;
9156 }
9157
9158 /* Try to replace every occurrence of pseudo REGNO with REPLACEMENT.
9159    There must be exactly one insn that sets this pseudo; it will be
9160    deleted if all replacements succeed and we can prove that the register
9161    is not used after the loop.  */
9162
9163 static void
9164 try_copy_prop (loop, replacement, regno)
9165      const struct loop *loop;
9166      rtx replacement;
9167      unsigned int regno;
9168 {
9169   /* This is the reg that we are copying from.  */
9170   rtx reg_rtx = regno_reg_rtx[regno];
9171   rtx init_insn = 0;
9172   rtx insn;
9173   /* These help keep track of whether we replaced all uses of the reg.  */
9174   int replaced_last = 0;
9175   int store_is_first = 0;
9176
9177   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
9178        insn != NULL_RTX;
9179        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
9180     {
9181       rtx set;
9182
9183       /* Only substitute within one extended basic block from the initializing
9184          insn.  */
9185       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && init_insn)
9186         break;
9187
9188       if (! INSN_P (insn))
9189         continue;
9190
9191       /* Is this the initializing insn?  */
9192       set = single_set (insn);
9193       if (set
9194           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
9195           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
9196         {
9197           if (init_insn)
9198             abort ();
9199
9200           init_insn = insn;
9201           if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
9202             store_is_first = 1;
9203         }
9204
9205       /* Only substitute after seeing the initializing insn.  */
9206       if (init_insn && insn != init_insn)
9207         {
9208           struct note_reg_stored_arg arg;
9209
9210           replace_loop_regs (insn, reg_rtx, replacement);
9211           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
9212             replaced_last = 1;
9213
9214           /* Stop replacing when REPLACEMENT is modified.  */
9215           arg.reg = replacement;
9216           arg.set_seen = 0;
9217           note_stores (PATTERN (insn), note_reg_stored, &arg);
9218           if (arg.set_seen)
9219             break;
9220         }
9221     }
9222   if (! init_insn)
9223     abort ();
9224   if (apply_change_group ())
9225     {
9226       if (loop_dump_stream)
9227         fprintf (loop_dump_stream, "  Replaced reg %d", regno);
9228       if (store_is_first && replaced_last)
9229         {
9230           PUT_CODE (init_insn, NOTE);
9231           NOTE_LINE_NUMBER (init_insn) = NOTE_INSN_DELETED;
9232           if (loop_dump_stream)
9233             fprintf (loop_dump_stream, ", deleting init_insn (%d)",
9234                      INSN_UID (init_insn));
9235         }
9236       if (loop_dump_stream)
9237         fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
9238     }
9239 }
9240
9241 /* Try to replace occurrences of pseudo REGNO with REPLACEMENT within
9242    loop LOOP if the order of the sets of these registers can be
9243    swapped.  There must be exactly one insn within the loop that sets
9244    this pseudo followed immediately by a move insn that sets
9245    REPLACEMENT with REGNO.  */
9246 static void
9247 try_swap_copy_prop (loop, replacement, regno)
9248      const struct loop *loop;
9249      rtx replacement;
9250      unsigned int regno;
9251 {
9252   rtx insn;
9253   rtx set = NULL_RTX;
9254   unsigned int new_regno;
9255
9256   new_regno = REGNO (replacement);
9257
9258   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
9259        insn != NULL_RTX;
9260        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
9261     {
9262       /* Search for the insn that copies REGNO to NEW_REGNO?  */
9263       if (INSN_P (insn)
9264           && (set = single_set (insn))
9265           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
9266           && REGNO (SET_DEST (set)) == new_regno
9267           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
9268           && REGNO (SET_SRC (set)) == regno)
9269         break;
9270     }
9271
9272   if (set)
9273     {
9274       rtx prev_insn;
9275       rtx prev_set;
9276
9277       /* Some DEF-USE info would come in handy here to make this
9278          function more general.  For now, just check the previous insn
9279          which is the most likely candidate for setting REGNO.  */
9280
9281       prev_insn = PREV_INSN (insn);
9282
9283       if (INSN_P (insn)
9284           && (prev_set = single_set (prev_insn))
9285           && GET_CODE (SET_DEST (prev_set)) == REG
9286           && REGNO (SET_DEST (prev_set)) == regno)
9287         {
9288           /* We have:
9289              (set (reg regno) (expr))
9290              (set (reg new_regno) (reg regno))
9291
9292              so try converting this to:
9293              (set (reg new_regno) (expr))
9294              (set (reg regno) (reg new_regno))
9295
9296              The former construct is often generated when a global
9297              variable used for an induction variable is shadowed by a
9298              register (NEW_REGNO).  The latter construct improves the
9299              chances of GIV replacement and BIV elimination.  */
9300
9301           validate_change (prev_insn, &SET_DEST (prev_set),
9302                            replacement, 1);
9303           validate_change (insn, &SET_DEST (set),
9304                            SET_SRC (set), 1);
9305           validate_change (insn, &SET_SRC (set),
9306                            replacement, 1);
9307
9308           if (apply_change_group ())
9309             {
9310               if (loop_dump_stream)
9311                 fprintf (loop_dump_stream,
9312                          "  Swapped set of reg %d at %d with reg %d at %d.\n",
9313                          regno, INSN_UID (insn),
9314                          new_regno, INSN_UID (prev_insn));
9315
9316               /* Update first use of REGNO.  */
9317               if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (prev_insn))
9318                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (insn);
9319
9320               /* Now perform copy propagation to hopefully
9321                  remove all uses of REGNO within the loop.  */
9322               try_copy_prop (loop, replacement, regno);
9323             }
9324         }
9325     }
9326 }
9327
9328 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9329    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually a pointer
9330    to a structure describing the instruction currently being scanned
9331    and the MEM we are currently replacing.  */
9332
9333 static int
9334 replace_loop_mem (mem, data)
9335      rtx *mem;
9336      void *data;
9337 {
9338   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
9339   rtx m = *mem;
9340
9341   if (m == NULL_RTX)
9342     return 0;
9343
9344   switch (GET_CODE (m))
9345     {
9346     case MEM:
9347       break;
9348
9349     case CONST_DOUBLE:
9350       /* We're not interested in the MEM associated with a
9351          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9352       return -1;
9353
9354     default:
9355       /* This is not a MEM.  */
9356       return 0;
9357     }
9358
9359   if (!rtx_equal_p (args->match, m))
9360     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9361     return 0;
9362
9363   /* Actually replace the MEM.  */
9364   validate_change (args->insn, mem, args->replacement, 1);
9365
9366   return 0;
9367 }
9368
9369 static void
9370 replace_loop_mems (insn, mem, reg)
9371      rtx insn;
9372      rtx mem;
9373      rtx reg;
9374 {
9375   loop_replace_args args;
9376
9377   args.insn = insn;
9378   args.match = mem;
9379   args.replacement = reg;
9380
9381   for_each_rtx (&insn, replace_loop_mem, &args);
9382 }
9383
9384 /* Replace one register with another.  Called through for_each_rtx; PX points
9385    to the rtx being scanned.  DATA is actually a pointer to
9386    a structure of arguments.  */
9387
9388 static int
9389 replace_loop_reg (px, data)
9390      rtx *px;
9391      void *data;
9392 {
9393   rtx x = *px;
9394   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
9395
9396   if (x == NULL_RTX)
9397     return 0;
9398
9399   if (x == args->match)
9400     validate_change (args->insn, px, args->replacement, 1);
9401
9402   return 0;
9403 }
9404
9405 static void
9406 replace_loop_regs (insn, reg, replacement)
9407      rtx insn;
9408      rtx reg;
9409      rtx replacement;
9410 {
9411   loop_replace_args args;
9412
9413   args.insn = insn;
9414   args.match = reg;
9415   args.replacement = replacement;
9416
9417   for_each_rtx (&insn, replace_loop_reg, &args);
9418 }
9419
9420 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9421    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9422    respectively.  */
9423
9424 static int
9425 replace_label (x, data)
9426      rtx *x;
9427      void *data;
9428 {
9429   rtx l = *x;
9430   rtx old_label = ((rtx_pair *) data)->r1;
9431   rtx new_label = ((rtx_pair *) data)->r2;
9432
9433   if (l == NULL_RTX)
9434     return 0;
9435
9436   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9437     return 0;
9438
9439   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9440     return 0;
9441
9442   XEXP (l, 0) = new_label;
9443   ++LABEL_NUSES (new_label);
9444   --LABEL_NUSES (old_label);
9445
9446   return 0;
9447 }
9448 \f
9449 /* Emit insn for PATTERN after WHERE_INSN in basic block WHERE_BB
9450    (ignored in the interim).  */
9451
9452 static rtx
9453 loop_insn_emit_after (loop, where_bb, where_insn, pattern)
9454      const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED;
9455      basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED;
9456      rtx where_insn;
9457      rtx pattern;
9458 {
9459   return emit_insn_after (pattern, where_insn);
9460 }
9461
9462
9463 /* If WHERE_INSN is non-zero emit insn for PATTERN before WHERE_INSN
9464    in basic block WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop
9465    otherwise hoist PATTERN into the loop pre-header.  */
9466
9467 rtx
9468 loop_insn_emit_before (loop, where_bb, where_insn, pattern)
9469      const struct loop *loop;
9470      basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED;
9471      rtx where_insn;
9472      rtx pattern;
9473 {
9474   if (! where_insn)
9475     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
9476   return emit_insn_before (pattern, where_insn);
9477 }
9478
9479
9480 /* Emit call insn for PATTERN before WHERE_INSN in basic block
9481    WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop.  */
9482
9483 static rtx
9484 loop_call_insn_emit_before (loop, where_bb, where_insn, pattern)
9485      const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED;
9486      basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED;
9487      rtx where_insn;
9488      rtx pattern;
9489 {
9490   return emit_call_insn_before (pattern, where_insn);
9491 }
9492
9493
9494 /* Hoist insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
9495
9496 rtx
9497 loop_insn_hoist (loop, pattern)
9498      const struct loop *loop;
9499      rtx pattern;
9500 {
9501   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
9502 }
9503
9504
9505 /* Hoist call insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
9506
9507 static rtx
9508 loop_call_insn_hoist (loop, pattern)
9509      const struct loop *loop;
9510      rtx pattern;
9511 {
9512   return loop_call_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
9513 }
9514
9515
9516 /* Sink insn for PATTERN after the loop end.  */
9517
9518 rtx
9519 loop_insn_sink (loop, pattern)
9520      const struct loop *loop;
9521      rtx pattern;
9522 {
9523   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->sink, pattern);
9524 }
9525
9526
9527 /* If the loop has multiple exits, emit insn for PATTERN before the
9528    loop to ensure that it will always be executed no matter how the
9529    loop exits.  Otherwise, emit the insn for PATTERN after the loop,
9530    since this is slightly more efficient.  */
9531
9532 static rtx
9533 loop_insn_sink_or_swim (loop, pattern)
9534      const struct loop *loop;
9535      rtx pattern;
9536 {
9537   if (loop->exit_count)
9538     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
9539   else
9540     return loop_insn_sink (loop, pattern);
9541 }
9542 \f
9543 static void
9544 loop_ivs_dump (loop, file, verbose)
9545      const struct loop *loop;
9546      FILE *file;
9547      int verbose;
9548 {
9549   struct iv_class *bl;
9550   int iv_num = 0;
9551
9552   if (! loop || ! file)
9553     return;
9554
9555   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
9556     iv_num++;
9557
9558   fprintf (file, "Loop %d: %d IV classes\n", loop->num, iv_num);
9559
9560   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
9561     {
9562       loop_iv_class_dump (bl, file, verbose);
9563       fputc ('\n', file);
9564     }
9565 }
9566
9567
9568 static void
9569 loop_iv_class_dump (bl, file, verbose)
9570      const struct iv_class *bl;
9571      FILE *file;
9572      int verbose ATTRIBUTE_UNUSED;
9573 {
9574   struct induction *v;
9575   rtx incr;
9576   int i;
9577
9578   if (! bl || ! file)
9579     return;
9580
9581   fprintf (file, "IV class for reg %d, benefit %d\n",
9582            bl->regno, bl->total_benefit);
9583
9584   fprintf (file, " Init insn %d", INSN_UID (bl->init_insn));
9585   if (bl->initial_value)
9586     {
9587       fprintf (file, ", init val: ");
9588       print_simple_rtl (file, bl->initial_value);
9589     }
9590   if (bl->initial_test)
9591     {
9592       fprintf (file, ", init test: ");
9593       print_simple_rtl (file, bl->initial_test);
9594     }
9595   fputc ('\n', file);
9596
9597   if (bl->final_value)
9598     {
9599       fprintf (file, " Final val: ");
9600       print_simple_rtl (file, bl->final_value);
9601       fputc ('\n', file);
9602     }
9603
9604   if ((incr = biv_total_increment (bl)))
9605     {
9606       fprintf (file, " Total increment: ");
9607       print_simple_rtl (file, incr);
9608       fputc ('\n', file);
9609     }
9610
9611   /* List the increments.  */
9612   for (i = 0, v = bl->biv; v; v = v->next_iv, i++)
9613     {
9614       fprintf (file, " Inc%d: insn %d, incr: ", i, INSN_UID (v->insn));
9615       print_simple_rtl (file, v->add_val);
9616       fputc ('\n', file);
9617     }
9618
9619   /* List the givs.  */
9620   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv, i++)
9621     {
9622       fprintf (file, " Giv%d: insn %d, benefit %d, ",
9623                i, INSN_UID (v->insn), v->benefit);
9624       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
9625           print_simple_rtl (file, v->mem);
9626       else
9627           print_simple_rtl (file, single_set (v->insn));
9628       fputc ('\n', file);
9629     }
9630 }
9631
9632
9633 static void
9634 loop_biv_dump (v, file, verbose)
9635      const struct induction *v;
9636      FILE *file;
9637      int verbose;
9638 {
9639   if (! v || ! file)
9640     return;
9641
9642   fprintf (file,
9643            "Biv %d: insn %d",
9644            REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
9645   fprintf (file, " const ");
9646   print_simple_rtl (file, v->add_val);
9647
9648   if (verbose && v->final_value)
9649     {
9650       fputc ('\n', file);
9651       fprintf (file, " final ");
9652       print_simple_rtl (file, v->final_value);
9653     }
9654
9655   fputc ('\n', file);
9656 }
9657
9658
9659 static void
9660 loop_giv_dump (v, file, verbose)
9661      const struct induction *v;
9662      FILE *file;
9663      int verbose;
9664 {
9665   if (! v || ! file)
9666     return;
9667
9668   if (v->giv_type == DEST_REG)
9669     fprintf (file, "Giv %d: insn %d",
9670              REGNO (v->dest_reg),  INSN_UID (v->insn));
9671   else
9672     fprintf (file, "Dest address: insn %d",
9673              INSN_UID (v->insn));
9674
9675   fprintf (file, " src reg %d benefit %d",
9676            REGNO (v->src_reg), v->benefit);
9677   fprintf (file, " lifetime %d",
9678            v->lifetime);
9679
9680   if (v->replaceable)
9681     fprintf (file, " replaceable");
9682
9683   if (v->no_const_addval)
9684     fprintf (file, " ncav");
9685
9686   if (v->ext_dependant)
9687     {
9688       switch (GET_CODE (v->ext_dependant))
9689         {
9690         case SIGN_EXTEND:
9691           fprintf (file, " ext se");
9692           break;
9693         case ZERO_EXTEND:
9694           fprintf (file, " ext ze");
9695           break;
9696         case TRUNCATE:
9697           fprintf (file, " ext tr");
9698               break;
9699         default:
9700           abort ();
9701         }
9702     }
9703
9704   fputc ('\n', file);
9705   fprintf (file, " mult ");
9706   print_simple_rtl (file, v->mult_val);
9707
9708   fputc ('\n', file);
9709   fprintf (file, " add  ");
9710   print_simple_rtl (file, v->add_val);
9711
9712   if (verbose && v->final_value)
9713     {
9714       fputc ('\n', file);
9715       fprintf (file, " final ");
9716       print_simple_rtl (file, v->final_value);
9717     }
9718
9719   fputc ('\n', file);
9720 }
9721
9722
9723 void
9724 debug_ivs (loop)
9725      const struct loop *loop;
9726 {
9727   loop_ivs_dump (loop, stderr, 1);
9728 }
9729
9730
9731 void
9732 debug_iv_class (bl)
9733      const struct iv_class *bl;
9734 {
9735   loop_iv_class_dump (bl, stderr, 1);
9736 }
9737
9738
9739 void
9740 debug_biv (v)
9741      const struct induction *v;
9742 {
9743   loop_biv_dump (v, stderr, 1);
9744 }
9745
9746
9747 void
9748 debug_giv (v)
9749      const struct induction *v;
9750 {
9751   loop_giv_dump (v, stderr, 1);
9752 }
9753
9754
9755 #define LOOP_BLOCK_NUM_1(INSN) \
9756 ((INSN) ? (BLOCK_FOR_INSN (INSN) ? BLOCK_NUM (INSN) : - 1) : -1)
9757
9758 /* The notes do not have an assigned block, so look at the next insn.  */
9759 #define LOOP_BLOCK_NUM(INSN) \
9760 ((INSN) ? (GET_CODE (INSN) == NOTE \
9761             ? LOOP_BLOCK_NUM_1 (next_nonnote_insn (INSN)) \
9762             : LOOP_BLOCK_NUM_1 (INSN)) \
9763         : -1)
9764
9765 #define LOOP_INSN_UID(INSN) ((INSN) ? INSN_UID (INSN) : -1)
9766
9767 static void
9768 loop_dump_aux (loop, file, verbose)
9769      const struct loop *loop;
9770      FILE *file;
9771      int verbose ATTRIBUTE_UNUSED;
9772 {
9773   rtx label;
9774
9775   if (! loop || ! file)
9776     return;
9777
9778   /* Print diagnostics to compare our concept of a loop with
9779      what the loop notes say.  */
9780   if (! PREV_INSN (loop->first->head)
9781       || GET_CODE (PREV_INSN (loop->first->head)) != NOTE
9782       || NOTE_LINE_NUMBER (PREV_INSN (loop->first->head))
9783       != NOTE_INSN_LOOP_BEG)
9784     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_BEG at %d\n",
9785              INSN_UID (PREV_INSN (loop->first->head)));
9786   if (! NEXT_INSN (loop->last->end)
9787       || GET_CODE (NEXT_INSN (loop->last->end)) != NOTE
9788       || NOTE_LINE_NUMBER (NEXT_INSN (loop->last->end))
9789       != NOTE_INSN_LOOP_END)
9790     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_END at %d\n",
9791              INSN_UID (NEXT_INSN (loop->last->end)));
9792
9793   if (loop->start)
9794     {
9795       fprintf (file,
9796                ";;  start %d (%d), cont dom %d (%d), cont %d (%d), vtop %d (%d), end %d (%d)\n",
9797                LOOP_BLOCK_NUM (loop->start),
9798                LOOP_INSN_UID (loop->start),
9799                LOOP_BLOCK_NUM (loop->cont),
9800                LOOP_INSN_UID (loop->cont),
9801                LOOP_BLOCK_NUM (loop->cont),
9802                LOOP_INSN_UID (loop->cont),
9803                LOOP_BLOCK_NUM (loop->vtop),
9804                LOOP_INSN_UID (loop->vtop),
9805                LOOP_BLOCK_NUM (loop->end),
9806                LOOP_INSN_UID (loop->end));
9807       fprintf (file, ";;  top %d (%d), scan start %d (%d)\n",
9808                LOOP_BLOCK_NUM (loop->top),
9809                LOOP_INSN_UID (loop->top),
9810                LOOP_BLOCK_NUM (loop->scan_start),
9811                LOOP_INSN_UID (loop->scan_start));
9812       fprintf (file, ";;  exit_count %d", loop->exit_count);
9813       if (loop->exit_count)
9814         {
9815           fputs (", labels:", file);
9816           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
9817             {
9818               fprintf (file, " %d ",
9819                        LOOP_INSN_UID (XEXP (label, 0)));
9820             }
9821         }
9822       fputs ("\n", file);
9823
9824       /* This can happen when a marked loop appears as two nested loops,
9825          say from while (a || b) {}.  The inner loop won't match
9826          the loop markers but the outer one will.  */
9827       if (LOOP_BLOCK_NUM (loop->cont) != loop->latch->index)
9828         fprintf (file, ";;  NOTE_INSN_LOOP_CONT not in loop latch\n");
9829     }
9830 }
9831
9832 /* Call this function from the debugger to dump LOOP.  */
9833
9834 void
9835 debug_loop (loop)
9836      const struct loop *loop;
9837 {
9838   flow_loop_dump (loop, stderr, loop_dump_aux, 1);
9839 }
9840
9841 /* Call this function from the debugger to dump LOOPS.  */
9842
9843 void
9844 debug_loops (loops)
9845      const struct loops *loops;
9846 {
9847   flow_loops_dump (loops, stderr, loop_dump_aux, 1);
9848 }