OSDN Git Service

* loop.c (scan_loop): Ensure update_end label does not
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997,
3    1998, 1999, 2000 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
23 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
24    It finds invariant computations within loops and moves them
25    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and 
26    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
27    induction variables, and induction variable elimination is applied to
28    the basic induction variables.
29
30    It also finds cases where
31    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
32    and changes these to zero the entire register once before the loop
33    and merely copy the low part within the loop.
34
35    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
36    while to do these things.  */
37
38 #include "config.h"
39 #include "system.h"
40 #include "rtl.h"
41 #include "tm_p.h"
42 #include "obstack.h"
43 #include "function.h"
44 #include "expr.h"
45 #include "hard-reg-set.h"
46 #include "basic-block.h"
47 #include "insn-config.h"
48 #include "insn-flags.h"
49 #include "regs.h"
50 #include "recog.h"
51 #include "flags.h"
52 #include "real.h"
53 #include "loop.h"
54 #include "cselib.h"
55 #include "except.h"
56 #include "toplev.h"
57
58 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
59    The luids are like uids but increase monotonically always.
60    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
61
62 int *uid_luid;
63
64 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
65    number the insn is contained in.  */
66
67 struct loop **uid_loop;
68
69 /* 1 + largest uid of any insn.  */
70
71 int max_uid_for_loop;
72
73 /* 1 + luid of last insn.  */
74
75 static int max_luid;
76
77 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
78    next few tables.  */
79
80 static int max_loop_num;
81
82 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
83    is set during the loop being scanned.
84    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
85    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
86    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
87    not known equal to a constant.
88    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
89    while the failed candidates have the original number of times set.
90
91    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
92    < 0 a conditionally invariant one.  */
93
94 static varray_type set_in_loop;
95
96 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
97    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
98    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
99
100 static varray_type n_times_set;
101
102 /* Index by register number, 1 indicates that the register
103    cannot be moved or strength reduced.  */
104
105 static varray_type may_not_optimize;
106
107 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
108    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
109
110 static varray_type reg_single_usage;
111
112 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
113    This reduces the desire to move it out of another.  */
114
115 static char *moved_once;
116
117 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
118
119 static rtx loop_store_mems;
120
121 /* The insn where the first of these was found.  */
122 static rtx first_loop_store_insn;
123
124 typedef struct loop_mem_info {
125   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
126   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
127   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
128 } loop_mem_info;
129
130 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
131    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
132    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
133    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
134
135 static loop_mem_info *loop_mems;
136
137 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
138
139 static int loop_mems_idx;
140
141 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
142
143 static int loop_mems_allocated;
144
145 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current
146    loop.  This happens if the loop contains a call (in which case
147    `loop_info->has_call' will also be set) or if we store into more
148    than NUM_STORES MEMs.  */
149
150 static int unknown_address_altered;
151
152 /* The above doesn't count any readonly memory locations that are stored.
153    This does.  */
154
155 static int unknown_constant_address_altered;
156
157 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
158 static int num_movables;
159
160 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
161 static int num_mem_sets;
162
163 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
164    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
165 unsigned int max_reg_before_loop;
166
167 /* The value to pass to the next call of reg_scan_update.  */
168 static int loop_max_reg;
169
170 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
171    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
172    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
173    that array.  */
174
175 static struct obstack temp_obstack;
176
177 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
178
179 extern struct obstack *rtl_obstack;
180
181 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
182 #define obstack_chunk_free free
183 \f
184 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
185    is made to record all the movable insns found.
186    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
187
188 struct movable
189 {
190   rtx insn;                     /* A movable insn */
191   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
192   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
193   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
194                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
195   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
196                                    that must be moved with this one.  */
197   unsigned int regno;           /* The register it sets */
198   short lifetime;               /* lifetime of that register;
199                                    may be adjusted when matching movables
200                                    that load the same value are found.  */
201   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
202                                    including other movables that force this
203                                    or match this one.  */
204   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
205   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
206   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
207                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
208                    that the reg is live outside the range from where it is set
209                    to the following label.  */
210   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
211   
212   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
213                                    In particular, moving it does not make it
214                                    invariant.  */
215   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
216                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
217   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
218                                     first insn of a consecutive sets group.  */
219   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
220   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
221                                    that we should avoid changing when clearing
222                                    the rest of the reg.  */
223   struct movable *match;        /* First entry for same value */
224   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
225   struct movable *next;
226 };
227
228 static struct movable *the_movables;
229
230 FILE *loop_dump_stream;
231
232 /* Forward declarations.  */
233
234 static void verify_dominator PARAMS ((struct loop *));
235 static void find_and_verify_loops PARAMS ((rtx, struct loops *));
236 static void mark_loop_jump PARAMS ((rtx, struct loop *));
237 static void prescan_loop PARAMS ((struct loop *));
238 static int reg_in_basic_block_p PARAMS ((rtx, rtx));
239 static int consec_sets_invariant_p PARAMS ((const struct loop *,
240                                             rtx, int, rtx));
241 static int labels_in_range_p PARAMS ((rtx, int));
242 static void count_one_set PARAMS ((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
243
244 static void count_loop_regs_set PARAMS ((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
245                                          int *, int)); 
246 static void note_addr_stored PARAMS ((rtx, rtx, void *));
247 static void note_set_pseudo_multiple_uses PARAMS ((rtx, rtx, void *));
248 static int loop_reg_used_before_p PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx));
249 static void scan_loop PARAMS ((struct loop*, int));
250 #if 0
251 static void replace_call_address PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
252 #endif
253 static rtx skip_consec_insns PARAMS ((rtx, int));
254 static int libcall_benefit PARAMS ((rtx));
255 static void ignore_some_movables PARAMS ((struct movable *));
256 static void force_movables PARAMS ((struct movable *));
257 static void combine_movables PARAMS ((struct movable *, int));
258 static int regs_match_p PARAMS ((rtx, rtx, struct movable *));
259 static int rtx_equal_for_loop_p PARAMS ((rtx, rtx, struct movable *));
260 static void add_label_notes PARAMS ((rtx, rtx));
261 static void move_movables PARAMS ((struct loop *loop, struct movable *, 
262                                    int, int, int));
263 static int count_nonfixed_reads PARAMS ((const struct loop *, rtx));
264 static void strength_reduce PARAMS ((struct loop *, int, int));
265 static void find_single_use_in_loop PARAMS ((rtx, rtx, varray_type));
266 static int valid_initial_value_p PARAMS ((rtx, rtx, int, rtx));
267 static void find_mem_givs PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx, int, int));
268 static void record_biv PARAMS ((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *,
269                                 int, int));
270 static void check_final_value PARAMS ((const struct loop *,
271                                        struct induction *));
272 static void record_giv PARAMS ((const struct loop *, struct induction *, 
273                                 rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, 
274                                 int, int, rtx *));
275 static void update_giv_derive PARAMS ((const struct loop *, rtx));
276 static int basic_induction_var PARAMS ((const struct loop *, rtx, 
277                                         enum machine_mode, rtx, rtx,
278                                         rtx *, rtx *, rtx **));
279 static rtx simplify_giv_expr PARAMS ((const struct loop *, rtx, int *));
280 static int general_induction_var PARAMS ((const struct loop *loop, rtx, rtx *,
281                                           rtx *, rtx *, int, int *, enum machine_mode));
282 static int consec_sets_giv PARAMS ((const struct loop *, int, rtx,
283                                     rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
284 static int check_dbra_loop PARAMS ((struct loop *, int));
285 static rtx express_from_1 PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
286 static rtx combine_givs_p PARAMS ((struct induction *, struct induction *));
287 static void combine_givs PARAMS ((struct iv_class *));
288 struct recombine_givs_stats;
289 static int find_life_end PARAMS ((rtx, struct recombine_givs_stats *,
290                                   rtx, rtx));
291 static void recombine_givs PARAMS ((const struct loop *, struct iv_class *,
292                                     int));
293 static int product_cheap_p PARAMS ((rtx, rtx));
294 static int maybe_eliminate_biv PARAMS ((const struct loop *, struct iv_class *,
295                                         int, int, int));
296 static int maybe_eliminate_biv_1 PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx, 
297                                           struct iv_class *, int, rtx));
298 static int last_use_this_basic_block PARAMS ((rtx, rtx));
299 static void record_initial PARAMS ((rtx, rtx, void *));
300 static void update_reg_last_use PARAMS ((rtx, rtx));
301 static rtx next_insn_in_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
302 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PARAMS ((const struct loop*,
303                                                          int *));
304 static void load_mems PARAMS ((const struct loop *));
305 static int insert_loop_mem PARAMS ((rtx *, void *));
306 static int replace_loop_mem PARAMS ((rtx *, void *));
307 static int replace_loop_reg PARAMS ((rtx *, void *));
308 static void note_reg_stored PARAMS ((rtx, rtx, void *));
309 static void try_copy_prop PARAMS ((const struct loop *, rtx, unsigned int));
310 static int replace_label PARAMS ((rtx *, void *));
311 static rtx check_insn_for_givs PARAMS((struct loop *, rtx, int, int));
312 static rtx check_insn_for_bivs PARAMS((struct loop *, rtx, int, int));
313
314 typedef struct rtx_and_int {
315   rtx r;
316   int i;
317 } rtx_and_int;
318
319 typedef struct rtx_pair {
320   rtx r1;
321   rtx r2;
322 } rtx_pair;
323
324 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
325 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
326   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
327    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
328    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
329
330 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
331 static int indirect_jump_in_function;
332 static int indirect_jump_in_function_p PARAMS ((rtx));
333
334 static int compute_luids PARAMS ((rtx, rtx, int));
335
336 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PARAMS ((struct induction *,
337                                                    struct induction *, rtx));
338 \f
339 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
340 static int add_cost;
341 #if 0
342 static int shift_cost;
343 static int mult_cost;
344 #endif
345
346 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
347    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
348 static int copy_cost;
349
350 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
351 static int reg_address_cost;
352
353
354 void
355 init_loop ()
356 {
357   char *free_point = (char *) oballoc (1);
358   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
359
360   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
361
362   reg_address_cost = address_cost (reg, SImode);
363
364   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
365      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
366      will be far less than the cost of an add.  */
367
368   copy_cost = 2 * 2;
369
370   /* Free the objects we just allocated.  */
371   obfree (free_point);
372
373   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
374   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
375 }
376 \f
377 /* Compute the mapping from uids to luids.
378    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
379    except that luids increase monotonically through the code.
380    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
381    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
382 static int
383 compute_luids (start, end, prev_luid)
384      rtx start, end;
385      int prev_luid;
386 {
387   int i;
388   rtx insn;
389
390   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
391     {
392       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
393         continue;
394       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
395          luids between two insns is not affected by -g.  */
396       if (GET_CODE (insn) != NOTE
397           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
398         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
399       else
400         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
401         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
402     }
403   return i + 1;
404 }
405 \f
406 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
407    on the current function.  F is the first insn of the function
408    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
409    (or 0 if none should be output).  */
410
411 void
412 loop_optimize (f, dumpfile, flags)
413      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
414      rtx f;
415      FILE *dumpfile;
416      int flags;
417 {
418   register rtx insn;
419   register int i;
420   struct loops loops_data;
421   struct loops *loops = &loops_data;
422   struct loop_info *loops_info;
423
424   loop_dump_stream = dumpfile;
425
426   init_recog_no_volatile ();
427
428   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
429   loop_max_reg = max_reg_before_loop;
430
431   regs_may_share = 0;
432
433   /* Count the number of loops.  */
434
435   max_loop_num = 0;
436   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
437     {
438       if (GET_CODE (insn) == NOTE
439           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
440         max_loop_num++;
441     }
442
443   /* Don't waste time if no loops.  */
444   if (max_loop_num == 0)
445     return;
446
447   loops->num = max_loop_num;
448
449   moved_once = (char *) xcalloc (max_reg_before_loop, sizeof (char));
450
451   /* Get size to use for tables indexed by uids.
452      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
453   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
454
455   uid_luid = (int *) xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (int));
456   uid_loop = (struct loop **) xcalloc (max_uid_for_loop, 
457                                        sizeof (struct loop *));
458
459   /* Allocate storage for array of loops.  */
460   loops->array = (struct loop *)
461     xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop));
462
463   /* Find and process each loop.
464      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
465   find_and_verify_loops (f, loops);
466
467   /* Allocate and initialize auxiliary loop information.  */
468   loops_info = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop_info));
469   for (i = 0; i < loops->num; i++)
470     loops->array[i].aux = loops_info + i;
471
472   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
473      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
474      function.  */
475   reg_scan (f, max_reg_before_loop, 1);
476
477   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
478      will have entries in the register tables.
479
480      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
481      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
482   init_alias_analysis ();
483
484   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
485      one more that the maximum uid of all insn.  */
486   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
487     abort ();
488   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
489   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
490
491   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it
492      might have rearranged code afterwards, so we need to recompute
493      the luids now.  */
494   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
495
496   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
497      deleted.  It is possible that the first or last insn
498      using some register has been deleted by cross-jumping.
499      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
500      points to the general area where that insn used to be.  */
501   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
502     {
503       uid_luid[0] = uid_luid[i];
504       if (uid_luid[0] != 0)
505         break;
506     }
507   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
508     if (uid_luid[i] == 0)
509       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
510
511   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
512      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
513   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
514
515   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
516      before outer ones.  */
517   for (i = max_loop_num - 1; i >= 0; i--)
518     {
519       struct loop *loop = &loops->array[i];
520
521       if (! loop->invalid && loop->end)
522         scan_loop (loop, flags);
523     }
524
525   /* If there were lexical blocks inside the loop, they have been
526      replicated.  We will now have more than one NOTE_INSN_BLOCK_BEG
527      and NOTE_INSN_BLOCK_END for each such block.  We must duplicate
528      the BLOCKs as well.  */
529   if (write_symbols != NO_DEBUG)
530     reorder_blocks ();
531
532   end_alias_analysis ();
533
534   /* Clean up.  */
535   free (moved_once);
536   free (uid_luid);
537   free (uid_loop);
538   free (loops_info);
539   free (loops->array);
540 }
541 \f
542 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
543    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
544    respectively.  LOOP->TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
545    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
546    bottom.  */
547
548 static rtx
549 next_insn_in_loop (loop, insn)
550      const struct loop *loop;
551      rtx insn;
552 {
553   insn = NEXT_INSN (insn);
554
555   if (insn == loop->end)
556     {
557       if (loop->top)
558         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
559         insn = loop->top;
560       else
561         /* We're done.  */
562         insn = NULL_RTX;
563     }
564
565   if (insn == loop->scan_start)
566     /* We're done.  */
567     insn = NULL_RTX;
568
569   return insn;
570 }
571
572 /* Optimize one loop described by LOOP.  */
573
574 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
575    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
576    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
577    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
578    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
579
580 static void
581 scan_loop (loop, flags)
582      struct loop *loop;
583      int flags;
584 {
585   register int i;
586   rtx loop_start = loop->start;
587   rtx loop_end = loop->end;
588   /* Additional information about the current loop being processed
589      that is used to compute the number of loop iterations for loop
590      unrolling and doloop optimization.  */
591   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
592   rtx p;
593   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
594   int maybe_never = 0;
595   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
596      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
597   int call_passed = 0;
598   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
599   rtx loop_entry_jump = 0;
600   /* Number of insns in the loop.  */
601   int insn_count;
602   int in_libcall = 0;
603   int tem;
604   rtx temp, update_start, update_end;
605   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
606   rtx set, set1;
607   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
608   struct movable *movables = 0;
609   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
610   struct movable *last_movable = 0;
611   /* Ratio of extra register life span we can justify
612      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
613      since in that case saving an insn makes more difference
614      and more registers are available.  */
615   int threshold;
616   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
617   int loop_depth = 0;
618   int nregs;
619
620   loop->top = 0;
621
622   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
623      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
624      that is too complex to duplicate in front of the loop.
625
626      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
627      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
628      (because we might have a loop executed only once that contains a
629      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
630      (in case we have a degenerate loop).
631
632      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
633      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
634      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
635      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
636      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
637
638   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
639        p != loop_end
640          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
641          && (GET_CODE (p) != NOTE
642              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
643                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
644        p = NEXT_INSN (p))
645     ;
646
647   loop->scan_start = p;
648
649   /* Set up variables describing this loop.  */
650   prescan_loop (loop);
651   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
652
653   /* If loop has a jump before the first label,
654      the true entry is the target of that jump.
655      Start scan from there.
656      But record in LOOP->TOP the place where the end-test jumps
657      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
658   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
659     {
660       loop_entry_jump = p;
661
662       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
663       if (any_uncondjump_p (p)
664           && JUMP_LABEL (p) != 0
665           /* Check to see whether the jump actually
666              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
667              This case can happen for things like
668              do {..} while (0).  If this label was generated previously
669              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
670              the loop.  */
671           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, loop_end))
672         {
673           loop->top = next_label (loop->scan_start);
674           loop->scan_start = JUMP_LABEL (p);
675         }
676     }
677
678   /* If LOOP->SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
679      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
680      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
681
682      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
683      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
684      test above.  */
685
686   if (INSN_UID (loop->scan_start) >= max_uid_for_loop
687       || GET_CODE (loop->scan_start) != CODE_LABEL)
688     {
689       if (loop_dump_stream)
690         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
691                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end));
692       return;
693     }
694
695   /* Count number of times each reg is set during this loop.
696      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
697      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
698   
699   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
700      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
701      that even after the moving of movables creates some new registers
702      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
703      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
704   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
705   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
706   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
707   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
708   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
709
710   count_loop_regs_set (loop->top ? loop->top : loop->start, loop->end,
711                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
712
713   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
714     {
715       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
716       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
717     }
718
719 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
720   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
721      create CCmode register copies.  */
722   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
723     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
724       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
725 #endif
726
727   bcopy ((char *) &set_in_loop->data, 
728          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
729
730   if (loop_dump_stream)
731     {
732       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
733                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end), insn_count);
734       if (loop->cont)
735         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
736                  INSN_UID (loop->cont));
737     }
738
739   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
740      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
741      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
742      We consider whether subsequent insns use the reg
743      in deciding whether it is worth actually moving.
744
745      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
746      and therefore it is possible that the insns we are scanning
747      would never be executed.  At such times, we must make sure
748      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
749      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
750      so that is not a problem.  */
751
752   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start); 
753        p != NULL_RTX;
754        p = next_insn_in_loop (loop, p))
755     {
756       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
757           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
758         in_libcall = 1;
759       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
760                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
761         in_libcall = 0;
762
763       if (GET_CODE (p) == INSN
764           && (set = single_set (p))
765           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
766           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
767         {
768           int tem1 = 0;
769           int tem2 = 0;
770           int move_insn = 0;
771           rtx src = SET_SRC (set);
772           rtx dependencies = 0;
773
774           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
775              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
776              specified, use it as the source and mark that we should move
777              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
778              insn.
779
780              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
781              is present.  */
782           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
783           if (temp)
784             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
785           else 
786             {
787               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
788               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
789                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
790               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
791                 {
792                   src = XEXP (temp, 0);
793                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
794                      the equivalent expression.  To move the libcall,
795                      we must move those regs too.  */
796                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
797                 }
798             }
799
800           /* Don't try to optimize a register that was made
801              by loop-optimization for an inner loop.
802              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
803           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
804             ;
805           else if (/* The register is used in basic blocks other
806                       than the one where it is set (meaning that
807                       something after this point in the loop might
808                       depend on its value before the set).  */
809                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
810                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
811                       the loop starts, or the value before the set is
812                       needed before the set occurs... 
813
814                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
815                       by the fact that the previous test will often fail for
816                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
817                       each time for register usage, we should build tables
818                       of the register usage and use them here instead.  */
819                    && (maybe_never
820                        || loop_reg_used_before_p (loop, set, p)))
821             /* It is unsafe to move the set.  
822
823                This code used to consider it OK to move a set of a variable
824                which was not created by the user and not used in an exit test.
825                That behavior is incorrect and was removed.  */
826             ;
827           else if ((tem = loop_invariant_p (loop, src))
828                    && (dependencies == 0
829                        || (tem2 = loop_invariant_p (loop, dependencies)) != 0)
830                    && (VARRAY_INT (set_in_loop, 
831                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
832                        || (tem1
833                            = consec_sets_invariant_p 
834                            (loop, SET_DEST (set),
835                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
836                             p)))
837                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
838                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
839                       once loop is entered.  Even a function call might
840                       prevent the trap insn from being reached
841                       (since it might exit!)  */
842                    && ! ((maybe_never || call_passed)
843                          && may_trap_p (src)))
844             {
845               register struct movable *m;
846               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
847
848               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
849                  can be combined as long as they are both in the loop, but
850                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
851                  this can lose.  The most common case of this is the address
852                  of a function being called.  
853
854                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
855                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
856                  we can replace the usage of this register with the source
857                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
858
859                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
860                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
861
862               if (loop_info->has_call
863                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
864                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
865                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
866                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
867                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
868                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
869                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
870                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
871                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
872                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
873                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
874                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
875                      a call-clobbered register and the life of REGNO
876                      might span a call.  */
877                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
878                                            VARRAY_RTX
879                                            (reg_single_usage, regno)) 
880                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
881                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
882                                            VARRAY_RTX
883                                            (reg_single_usage, regno))) 
884                 {
885                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
886                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
887                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
888                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
889                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
890                                               (reg_single_usage, regno)), 
891                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
892                                    
893                   PUT_CODE (p, NOTE);
894                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
895                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
896                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
897                   continue;
898                 }
899
900               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
901               m->next = 0;
902               m->insn = p;
903               m->set_src = src;
904               m->dependencies = dependencies;
905               m->set_dest = SET_DEST (set);
906               m->force = 0;
907               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop, 
908                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
909               m->done = 0;
910               m->forces = 0;
911               m->partial = 0;
912               m->move_insn = move_insn;
913               m->move_insn_first = 0;
914               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
915               m->savemode = VOIDmode;
916               m->regno = regno;
917               /* Set M->cond if either loop_invariant_p
918                  or consec_sets_invariant_p returned 2
919                  (only conditionally invariant).  */
920               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
921               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] 
922                            > INSN_LUID (loop_end)
923                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
924               m->match = 0;
925               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
926                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
927               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
928               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
929                 m->savings += libcall_benefit (p);
930               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
931               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
932               if (movables == 0)
933                 movables = m;
934               else
935                 last_movable->next = m;
936               last_movable = m;
937
938               if (m->consec > 0)
939                 {
940                   /* It is possible for the first instruction to have a
941                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
942                      remember the status of the first instruction in case
943                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
944                   m->move_insn_first = m->move_insn;
945
946                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
947                   p = next_nonnote_insn (p);
948                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
949                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
950                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
951                   p = prev_nonnote_insn (p);
952
953                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
954                      m->set_src to correspond to the effects of all the
955                      insns.  */
956                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
957                   if (temp)
958                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
959                   else
960                     {
961                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
962                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
963                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
964                       else
965                         m->move_insn = 0;
966
967                     }
968                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
969                 }
970             }
971           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
972              or set to zero, then its high bytes are constant.
973              So clear them outside the loop and within the loop
974              just load the low bytes.
975              We must check that the machine has an instruction to do so.
976              Also, if the value loaded into the register
977              depends on the same register, this cannot be done.  */
978           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
979                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
980                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
981                    && GET_CODE (set1) == SET
982                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
983                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
984                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
985                        == SET_DEST (set))
986                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
987             {
988               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
989               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
990                 {
991                   register struct movable *m;
992                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
993                   m->next = 0;
994                   m->insn = p;
995                   m->set_dest = SET_DEST (set);
996                   m->dependencies = 0;
997                   m->force = 0;
998                   m->consec = 0;
999                   m->done = 0;
1000                   m->forces = 0;
1001                   m->move_insn = 0;
1002                   m->move_insn_first = 0;
1003                   m->partial = 1;
1004                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1005                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1006                      Not even if the reg is used only within this loop.
1007                      Consider this:
1008                      while (1)
1009                        while (s != t) {
1010                          if (foo ()) x = *s;
1011                          use (x);
1012                        }
1013                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1014                      being saved from the last time around the outer loop.
1015                      However, if the reg is not used outside this loop
1016                      and all uses of the register are in the same
1017                      basic block as the store, there is no problem.
1018
1019                      If this insn was made by loop, we don't know its
1020                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1021                      assumption.  */
1022                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1023                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1024                                    > INSN_LUID (loop_end))
1025                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1026                                    < INSN_LUID (p))
1027                                || (labels_in_range_p
1028                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1029                   if (maybe_never && m->global)
1030                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1031                   else
1032                     m->savemode = VOIDmode;
1033                   m->regno = regno;
1034                   m->cond = 0;
1035                   m->match = 0;
1036                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1037                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1038                   m->savings = 1;
1039                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1040                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1041                   if (movables == 0)
1042                     movables = m;
1043                   else
1044                     last_movable->next = m;
1045                   last_movable = m;
1046                 }
1047             }
1048         }
1049       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1050          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1051          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1052          so they don't count.  */
1053       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1054         call_passed = 1;
1055       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1056          can't count on whether or how many times they will be
1057          executed during each iteration.  Therefore, we can
1058          only move out sets of trivial variables
1059          (those not used after the loop).  */
1060       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1061       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1062                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1063                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1064                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1065                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1066                   followed a by barrier then loop end.  */
1067                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop->top
1068                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end
1069                      && any_uncondjump_p (p)))
1070         maybe_never = 1;
1071       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1072         {
1073           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1074              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1075              code has been duplicated.  */
1076           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1077             maybe_never = call_passed = 0;
1078           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1079             loop_depth++;
1080           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1081             loop_depth--;
1082         }
1083     }
1084
1085   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1086
1087   ignore_some_movables (movables);
1088
1089   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1090      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1091      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1092      since the second can be moved only if the first is.  */
1093
1094   force_movables (movables);
1095
1096   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1097      If there are, make all but the first point at the first one
1098      through the `match' field, and add the priorities of them
1099      all together as the priority of the first.  */
1100
1101   combine_movables (movables, nregs);
1102         
1103   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1104      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1105
1106      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1107      optimizing for code size.  */
1108
1109   if (! optimize_size)
1110     move_movables (loop, movables, threshold, insn_count, nregs);
1111
1112   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1113      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1114   for (i = 0; i < nregs; i++)
1115     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1116       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1117
1118   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1119      hoist even more memory references.  */
1120   load_mems_and_recount_loop_regs_set (loop, &insn_count);
1121
1122   for (update_start = loop_start;
1123        PREV_INSN (update_start)
1124          && GET_CODE (PREV_INSN (update_start)) != CODE_LABEL;
1125        update_start = PREV_INSN (update_start))
1126     ;
1127   update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1128
1129   reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1130   loop_max_reg = max_reg_num ();
1131
1132   if (flag_strength_reduce)
1133     {
1134       if (update_end && GET_CODE (update_end) == CODE_LABEL)
1135         /* Ensure our label doesn't go away.  */
1136         LABEL_NUSES (update_end)++;
1137
1138       the_movables = movables;
1139       strength_reduce (loop, insn_count, flags);
1140
1141       reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1142       loop_max_reg = max_reg_num ();
1143
1144       if (update_end && GET_CODE (update_end) == CODE_LABEL
1145           && --LABEL_NUSES (update_end) == 0)
1146         delete_insn (update_end);
1147     }
1148
1149   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1150   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1151   VARRAY_FREE (n_times_set);
1152   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1153 }
1154 \f
1155 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1156    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1157
1158 void
1159 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1160      rtx in_this, not_in_this;
1161      rtx *output;
1162 {
1163   enum rtx_code code;
1164   const char *fmt;
1165   int i;
1166
1167   code = GET_CODE (in_this);
1168
1169   switch (code)
1170     {
1171     case PC:
1172     case CC0:
1173     case CONST_INT:
1174     case CONST_DOUBLE:
1175     case CONST:
1176     case SYMBOL_REF:
1177     case LABEL_REF:
1178       return;
1179
1180     case REG:
1181       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1182           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1183         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1184       return;
1185       
1186     default:
1187       break;
1188     }
1189
1190   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1191   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1192     {
1193       int j;
1194
1195       switch (fmt[i])
1196         {
1197         case 'E':
1198           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1199             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1200           break;
1201
1202         case 'e':
1203           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1204           break;
1205         }
1206     }
1207 }
1208 \f
1209 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1210    aside from those mentioned in the equivalent value.
1211    If there are none, return 0.
1212    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1213
1214 rtx
1215 libcall_other_reg (insn, equiv)
1216      rtx insn, equiv;
1217 {
1218   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1219   rtx p = XEXP (note, 0);
1220   rtx output = 0;
1221
1222   /* First, find all the regs used in the libcall block
1223      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1224
1225   while (p != insn)
1226     {
1227       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1228           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1229         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1230       p = NEXT_INSN (p);
1231     }
1232
1233   return output;
1234 }
1235 \f
1236 /* Return 1 if all uses of REG
1237    are between INSN and the end of the basic block.  */
1238
1239 static int 
1240 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1241      rtx insn, reg;
1242 {
1243   int regno = REGNO (reg);
1244   rtx p;
1245
1246   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1247     return 0;
1248
1249   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1250   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1251     {
1252       switch (GET_CODE (p))
1253         {
1254         case NOTE:
1255           break;
1256
1257         case INSN:
1258         case CALL_INSN:
1259           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1260           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1261             return 1;
1262           break;
1263
1264         case JUMP_INSN:
1265           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1266           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1267             return 1;
1268           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1269           return 0;
1270
1271         case CODE_LABEL:
1272         case BARRIER:
1273           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1274           return 0;
1275           
1276         default:
1277           break;
1278         }
1279     }
1280
1281   /* The "last use" that was recorded can't be found after the first
1282      use.  This can happen when the last use was deleted while
1283      processing an inner loop, this inner loop was then completely
1284      unrolled, and the outer loop is always exited after the inner loop,
1285      so that everything after the first use becomes a single basic block.  */
1286   return 1;
1287 }
1288 \f
1289 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1290    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1291    value directly or can contain a library call.  */
1292
1293 static int
1294 libcall_benefit (last)
1295      rtx last;
1296 {
1297   rtx insn;
1298   int benefit = 0;
1299
1300   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1301        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1302     {
1303       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1304         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1305                                    routine.  */
1306       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1307                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1308                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1309         benefit++;
1310     }
1311
1312   return benefit;
1313 }
1314 \f
1315 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1316
1317 static rtx
1318 skip_consec_insns (insn, count)
1319      rtx insn;
1320      int count;
1321 {
1322   for (; count > 0; count--)
1323     {
1324       rtx temp;
1325
1326       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1327       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1328          be an insn here.  */
1329       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1330           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1331         insn = XEXP (temp, 0);
1332
1333       do insn = NEXT_INSN (insn);
1334       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1335     }
1336
1337   return insn;
1338 }
1339
1340 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1341    which is part of another movable.
1342    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1343    was made later and so appears later on the chain.  */
1344
1345 static void
1346 ignore_some_movables (movables)
1347      struct movable *movables;
1348 {
1349   register struct movable *m, *m1;
1350
1351   for (m = movables; m; m = m->next)
1352     {
1353       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1354       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1355       if (note)
1356         {
1357           rtx insn;
1358           /* Check for earlier movables inside that range,
1359              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1360              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1361              Rather than reject all such insns from movables, we just
1362              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1363              libcalls aren't that common).  */
1364           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1365             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1366               if (m1->insn == insn)
1367                 m1->done = 1;
1368         }
1369     }
1370 }         
1371
1372 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1373    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1374    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1375    since the second can be moved only if the first is.  */
1376
1377 static void
1378 force_movables (movables)
1379      struct movable *movables;
1380 {
1381   register struct movable *m, *m1;
1382   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1383     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1384     if (!m1->partial && !m1->done)
1385       {
1386         int regno = m1->regno;
1387         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1388           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1389              register of M1 to be used after this insn?
1390              Since CSE does not update regno_last_uid,
1391              this insn M->insn might not be where it dies.
1392              But very likely this doesn't matter; what matters is
1393              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1394           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1395               && !m->done)
1396             break;
1397         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1398             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1399             && m->consec == 0)
1400           m = 0;
1401
1402         /* Increase the priority of the moving the first insn
1403            since it permits the second to be moved as well.  */
1404         if (m != 0)
1405           {
1406             m->forces = m1;
1407             m1->lifetime += m->lifetime;
1408             m1->savings += m->savings;
1409           }
1410       }
1411 }
1412 \f
1413 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1414    one register.  */
1415
1416 static void
1417 combine_movables (movables, nregs)
1418      struct movable *movables;
1419      int nregs;
1420 {
1421   register struct movable *m;
1422   char *matched_regs = (char *) xmalloc (nregs);
1423   enum machine_mode mode;
1424
1425   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1426      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1427   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1428
1429   for (m = movables; m; m = m->next)
1430     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1431       {
1432         register struct movable *m1;
1433         int regno = m->regno;
1434
1435         bzero (matched_regs, nregs);
1436         matched_regs[regno] = 1;
1437
1438         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1439            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1440         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1441           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1442               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1443               && !m1->global
1444               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1445               && !m1->partial
1446               && (matched_regs[m1->regno]
1447                   ||
1448                   (
1449                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1450                       same constant only if the modes are the same or
1451                       if both are integer modes with M wider or the same
1452                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1453                       safe, since the only case of differing destination
1454                       modes with equal sources is when both sources are
1455                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1456                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1457                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1458                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1459                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1460                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1461                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1462                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1463                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1464                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1465                                                 movables))))
1466               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1467                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1468             {
1469               m->lifetime += m1->lifetime;
1470               m->savings += m1->savings;
1471               m1->done = 1;
1472               m1->match = m;
1473               matched_regs[m1->regno] = 1;
1474             }
1475       }
1476
1477   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1478      This can be done for those not marked `global'
1479      provided their lives don't overlap.  */
1480
1481   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1482        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1483     {
1484       register struct movable *m0 = 0;
1485
1486       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1487          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1488       for (m = movables; m; m = m->next)
1489         if (m->partial && ! m->global
1490             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1491           {
1492             register struct movable *m1;
1493             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1494             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1495
1496             if (m0 == 0)
1497               {
1498                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1499                 m0 = m;
1500                   continue;
1501               }
1502
1503             /* Make sure they extend to the same mode.
1504                (Almost always true.)  */
1505             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1506                 continue;
1507
1508             /* We already have one: check for overlap with those
1509                already combined together.  */
1510             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1511               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1512                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1513                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1514                   goto overlap;
1515
1516             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1517             m0->lifetime += m->lifetime;
1518             m0->savings += m->savings;
1519             m->done = 1;
1520             m->match = m0;
1521
1522           overlap: ;
1523           }
1524     }
1525
1526   /* Clean up.  */
1527   free (matched_regs);
1528 }
1529 \f
1530 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1531
1532 static int
1533 regs_match_p (x, y, movables)
1534      rtx x, y;
1535      struct movable *movables;
1536 {
1537   unsigned int xn = REGNO (x);
1538   unsigned int yn = REGNO (y);
1539   struct movable *mx, *my;
1540
1541   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1542     if (mx->regno == xn)
1543       break;
1544
1545   for (my = movables; my; my = my->next)
1546     if (my->regno == yn)
1547       break;
1548
1549   return (mx && my
1550           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1551               || mx->match == my
1552               || mx == my->match));
1553 }
1554
1555 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1556    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1557
1558    If two registers are matching movables or a movable register and an
1559    equivalent constant, consider them equal.  */
1560
1561 static int
1562 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1563      rtx x, y;
1564      struct movable *movables;
1565 {
1566   register int i;
1567   register int j;
1568   register struct movable *m;
1569   register enum rtx_code code;
1570   register const char *fmt;
1571
1572   if (x == y)
1573     return 1;
1574   if (x == 0 || y == 0)
1575     return 0;
1576
1577   code = GET_CODE (x);
1578
1579   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1580      equal.  */
1581   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1582       && CONSTANT_P (y))
1583     {
1584       for (m = movables; m; m = m->next)
1585         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1586             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1587           return 1;
1588     }
1589   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1590            && CONSTANT_P (x))
1591     {
1592       for (m = movables; m; m = m->next)
1593         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1594             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1595           return 1;
1596     }
1597
1598   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1599   if (code != GET_CODE (y))
1600     return 0;
1601
1602   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1603      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1604
1605   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1606     return 0;
1607
1608   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1609   if (code == REG)
1610     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1611
1612   if (code == LABEL_REF)
1613     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1614   if (code == SYMBOL_REF)
1615     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1616
1617   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1618      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1619
1620   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1621   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1622     {
1623       switch (fmt[i])
1624         {
1625         case 'w':
1626           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1627             return 0;
1628           break;
1629
1630         case 'i':
1631           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1632             return 0;
1633           break;
1634
1635         case 'E':
1636           /* Two vectors must have the same length.  */
1637           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1638             return 0;
1639
1640           /* And the corresponding elements must match.  */
1641           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1642             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1643               return 0;
1644           break;
1645
1646         case 'e':
1647           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1648             return 0;
1649           break;
1650
1651         case 's':
1652           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1653             return 0;
1654           break;
1655
1656         case 'u':
1657           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1658           break;
1659
1660         case '0':
1661           break;
1662
1663           /* It is believed that rtx's at this level will never
1664              contain anything but integers and other rtx's,
1665              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1666         default:
1667           abort ();
1668         }
1669     }
1670   return 1;
1671 }
1672 \f
1673 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1674   insns in INSNS which use the reference.  */
1675
1676 static void
1677 add_label_notes (x, insns)
1678      rtx x;
1679      rtx insns;
1680 {
1681   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1682   int i, j;
1683   const char *fmt;
1684   rtx insn;
1685
1686   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1687     {
1688       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1689          avoid flow generating (slighly) worse code.
1690
1691          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1692          mark_jump_label for additional information).  */
1693       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1694         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1695           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1696                                                 REG_NOTES (insn));
1697     }
1698
1699   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1700   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1701     {
1702       if (fmt[i] == 'e')
1703         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1704       else if (fmt[i] == 'E')
1705         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1706           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1707     }
1708 }
1709 \f
1710 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1711    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1712    other throughout.  */
1713
1714 static void
1715 move_movables (loop, movables, threshold, insn_count, nregs)
1716      struct loop *loop;
1717      struct movable *movables;
1718      int threshold;
1719      int insn_count;
1720      int nregs;
1721 {
1722   rtx new_start = 0;
1723   register struct movable *m;
1724   register rtx p;
1725   rtx loop_start = loop->start;
1726   rtx loop_end = loop->end;
1727   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1728      when we move several insns that load the same value
1729      into different pseudo-registers.  */
1730   rtx *reg_map = (rtx *) xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
1731   char *already_moved = (char *) xcalloc (nregs, sizeof (char));
1732
1733   num_movables = 0;
1734
1735   for (m = movables; m; m = m->next)
1736     {
1737       /* Describe this movable insn.  */
1738
1739       if (loop_dump_stream)
1740         {
1741           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1742                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1743           if (m->consec > 0)
1744             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1745           if (m->cond)
1746             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1747           if (m->force)
1748             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1749           if (m->global)
1750             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1751           if (m->done)
1752             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1753           if (m->move_insn)
1754             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1755           if (m->match)
1756             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1757                      INSN_UID (m->match->insn));
1758           if (m->forces)
1759             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1760                      INSN_UID (m->forces->insn));
1761         }
1762
1763       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1764       num_movables++;
1765
1766       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1767          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1768
1769       if (!m->done
1770           && (! m->cond
1771               || (1 == loop_invariant_p (loop, m->set_src)
1772                   && (m->dependencies == 0
1773                       || 1 == loop_invariant_p (loop, m->dependencies))
1774                   && (m->consec == 0
1775                       || 1 == consec_sets_invariant_p (loop, m->set_dest,
1776                                                        m->consec + 1,
1777                                                        m->insn))))
1778           && (! m->forces || m->forces->done))
1779         {
1780           register int regno;
1781           register rtx p;
1782           int savings = m->savings;
1783
1784           /* We have an insn that is safe to move.
1785              Compute its desirability.  */
1786
1787           p = m->insn;
1788           regno = m->regno;
1789
1790           if (loop_dump_stream)
1791             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1792
1793           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1794             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1795
1796           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1797              which is safe only if this one is moved too: that is,
1798              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1799
1800           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1801              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1802              If it's not desirable, it means the loop is so big
1803              that moving won't speed things up much,
1804              and it is liable to make register usage worse.  */
1805
1806           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1807              extra cost because something else was already moved.  */
1808
1809           if (already_moved[regno]
1810               || flag_move_all_movables
1811               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1812                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1813               || (m->forces && m->forces->done
1814                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1815             {
1816               int count;
1817               register struct movable *m1;
1818               rtx first = NULL_RTX;
1819
1820               /* Now move the insns that set the reg.  */
1821
1822               if (m->partial && m->match)
1823                 {
1824                   rtx newpat, i1;
1825                   rtx r1, r2;
1826                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1827                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1828                      And that reg is loaded with 0 directly,
1829                      since it has ->match == 0.  */
1830                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1831                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1832                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1833                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1834
1835                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1836                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1837                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1838                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1839                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1840                   regs_may_share
1841                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1842                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1843                                                             regs_may_share));
1844                   delete_insn (m->insn);
1845
1846                   if (new_start == 0)
1847                     new_start = i1;
1848
1849                   if (loop_dump_stream)
1850                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1851                 }
1852               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1853                  new move insn, first delete what we have and then emit
1854                  the move insn before the loop.  */
1855               else if (m->move_insn)
1856                 {
1857                   rtx i1, temp;
1858
1859                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1860                     {
1861                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1862                          skip to the end.  */
1863                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1864                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1865                         p = XEXP (temp, 0);
1866
1867                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1868                          delete every insn in the sequence except the last.
1869                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1870                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1871                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1872                         {
1873                           temp = XEXP (temp, 0);
1874                           while (temp != p)
1875                             temp = delete_insn (temp);
1876                         }
1877
1878                       temp = p;
1879                       p = delete_insn (p);
1880
1881                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1882                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1883                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1884                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1885                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1886                          insn stream.  */
1887                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1888                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1889                     }
1890
1891                   start_sequence ();
1892                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1893                   temp = get_insns ();
1894                   end_sequence ();
1895
1896                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1897
1898                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1899                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1900                     REG_NOTES (i1)
1901                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1902                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1903
1904                   if (loop_dump_stream)
1905                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1906
1907                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1908                   threshold -= 3;
1909                 }
1910               else
1911                 {
1912                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1913                     {
1914                       rtx i1, temp;
1915
1916                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1917                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1918                          be an insn here.  */
1919                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1920                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1921                         p = XEXP (temp, 0);
1922
1923                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1924                          insns except the last before the loop.  The last
1925                          insn is handled in the normal manner.  */
1926                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1927                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1928                         {
1929                           rtx fn_address = 0;
1930                           rtx fn_reg = 0;
1931                           rtx fn_address_insn = 0;
1932
1933                           first = 0;
1934                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1935                                temp = NEXT_INSN (temp))
1936                             {
1937                               rtx body;
1938                               rtx n;
1939                               rtx next;
1940
1941                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1942                                 continue;
1943
1944                               body = PATTERN (temp);
1945
1946                               /* Find the next insn after TEMP,
1947                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1948                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1949                                    next = NEXT_INSN (next))
1950                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1951                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1952                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1953                                   break;
1954                               
1955                               /* If that is the call, this may be the insn
1956                                  that loads the function address.
1957
1958                                  Extract the function address from the insn
1959                                  that loads it into a register.
1960                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1961
1962                                  So emit a new move insn that copies the
1963                                  function address into the register that the
1964                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1965                                  redundant stores that we have created.  */
1966                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1967                                   && GET_CODE (body) == SET
1968                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1969                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1970                                                          NULL_RTX)))
1971                                 {
1972                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1973                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1974                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1975                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1976                                   fn_address_insn = temp;
1977                                 }
1978                               /* We have the call insn.
1979                                  If it uses the register we suspect it might,
1980                                  load it with the correct address directly.  */
1981                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1982                                   && fn_address != 0
1983                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
1984                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1985                                                                 fn_address),
1986                                                  fn_address_insn);
1987
1988                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1989                                 {
1990                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
1991                                   /* Because the USAGE information potentially
1992                                      contains objects other than hard registers
1993                                      we need to copy it.  */
1994                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
1995                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
1996                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
1997                                 }
1998                               else
1999                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2000                               if (first == 0)
2001                                 first = i1;
2002                               if (temp == fn_address_insn)
2003                                 fn_address_insn = i1;
2004                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2005                               delete_insn (temp);
2006                             }
2007                           if (new_start == 0)
2008                             new_start = first;
2009                         }
2010                       if (m->savemode != VOIDmode)
2011                         {
2012                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2013                              the bits that are not covered by the mode
2014                              m->savemode.  */
2015                           rtx reg = m->set_dest;
2016                           rtx sequence;
2017                           rtx tem;
2018                       
2019                           start_sequence ();
2020                           tem = expand_binop
2021                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2022                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2023                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2024                                       - 1),
2025                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2026                           if (tem == 0)
2027                             abort ();
2028                           if (tem != reg)
2029                             emit_move_insn (reg, tem);
2030                           sequence = gen_sequence ();
2031                           end_sequence ();
2032                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2033                         }
2034                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2035                         {
2036                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2037                           /* Because the USAGE information potentially
2038                              contains objects other than hard registers
2039                              we need to copy it.  */
2040                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2041                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2042                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2043                         }
2044                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2045                         {
2046                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2047                              use the REG_EQUAL note.  */
2048                           start_sequence ();
2049                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2050                           temp = get_insns ();
2051                           end_sequence ();
2052
2053                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2054
2055                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2056                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2057                             REG_NOTES (i1)
2058                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2059                                                     : REG_EQUAL),
2060                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2061                         }
2062                       else
2063                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2064
2065                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2066                         {
2067                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2068
2069                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2070                              is not loop invariant, then delete it, since it
2071                              may cause problems with later optimization passes.
2072                              It is possible for cse to create such notes
2073                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2074                       
2075                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2076                               && ! loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0)))
2077                             remove_note (i1, temp);
2078                         }
2079
2080                       if (new_start == 0)
2081                         new_start = i1;
2082
2083                       if (loop_dump_stream)
2084                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2085                                  INSN_UID (i1));
2086
2087                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2088                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2089                          and REG_RETVAL on I1.  */
2090                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2091                         {
2092                           XEXP (temp, 0) = first;
2093                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2094                           XEXP (temp, 0) = i1;
2095                         }
2096
2097                       temp = p;
2098                       delete_insn (p);
2099                       p = NEXT_INSN (p);
2100
2101                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2102                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2103                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2104                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2105                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2106                          insn stream.  */
2107                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2108                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2109                     }
2110
2111                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2112                   threshold -= 3;
2113                 }
2114
2115               /* Any other movable that loads the same register
2116                  MUST be moved.  */
2117               already_moved[regno] = 1;
2118
2119               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2120               moved_once[regno] = 1;
2121
2122               /* The reg set here is now invariant.  */
2123               if (! m->partial)
2124                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2125
2126               m->done = 1;
2127
2128               /* Change the length-of-life info for the register
2129                  to say it lives at least the full length of this loop.
2130                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2131
2132               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2133                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2134                    We can't use the moved insn because it is out of range
2135                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2136                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2137               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_end))
2138                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (loop_end);
2139
2140               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2141
2142               if (! m->partial)
2143                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2144                   if (m1->match == m)
2145                     {
2146                       rtx temp;
2147
2148                       /* Schedule the reg loaded by M1
2149                          for replacement so that shares the reg of M.
2150                          If the modes differ (only possible in restricted
2151                          circumstances, make a SUBREG.
2152
2153                          Note this assumes that the target dependent files
2154                          treat REG and SUBREG equally, including within
2155                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2156                          predicates since we never verify that replacing the
2157                          original register with a SUBREG results in a
2158                          recognizable insn.  */
2159                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2160                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2161                       else
2162                         reg_map[m1->regno]
2163                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2164                                                 m->set_dest);
2165                     
2166                       /* Get rid of the matching insn
2167                          and prevent further processing of it.  */
2168                       m1->done = 1;
2169
2170                       /* if library call, delete all insn except last, which
2171                          is deleted below */
2172                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2173                                                  NULL_RTX)))
2174                         {
2175                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2176                                temp = NEXT_INSN (temp))
2177                             delete_insn (temp);
2178                         }
2179                       delete_insn (m1->insn);
2180
2181                       /* Any other movable that loads the same register
2182                          MUST be moved.  */
2183                       already_moved[m1->regno] = 1;
2184
2185                       /* The reg merged here is now invariant,
2186                          if the reg it matches is invariant.  */
2187                       if (! m->partial)
2188                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2189                     }
2190             }
2191           else if (loop_dump_stream)
2192             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2193         }
2194       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2195         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2196
2197       if (loop_dump_stream)
2198         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2199     }
2200
2201   if (new_start == 0)
2202     new_start = loop_start;
2203
2204   /* Go through all the instructions in the loop, making
2205      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2206   for (p = new_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2207     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2208         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2209       {
2210         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2211         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2212         INSN_CODE (p) = -1;
2213       }
2214
2215   /* Clean up.  */
2216   free (reg_map);
2217   free (already_moved);
2218 }
2219 \f
2220 #if 0
2221 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2222    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2223
2224 static void
2225 replace_call_address (x, reg, addr)
2226      rtx x, reg, addr;
2227 {
2228   register enum rtx_code code;
2229   register int i;
2230   register const char *fmt;
2231
2232   if (x == 0)
2233     return;
2234   code = GET_CODE (x);
2235   switch (code)
2236     {
2237     case PC:
2238     case CC0:
2239     case CONST_INT:
2240     case CONST_DOUBLE:
2241     case CONST:
2242     case SYMBOL_REF:
2243     case LABEL_REF:
2244     case REG:
2245       return;
2246
2247     case SET:
2248       /* Short cut for very common case.  */
2249       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2250       return;
2251
2252     case CALL:
2253       /* Short cut for very common case.  */
2254       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2255       return;
2256
2257     case MEM:
2258       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2259          something is wrong.  */
2260       if (XEXP (x, 0) != reg)
2261         abort ();
2262       XEXP (x, 0) = addr;
2263       return;
2264       
2265     default:
2266       break;
2267     }
2268
2269   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2270   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2271     {
2272       if (fmt[i] == 'e')
2273         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2274       else if (fmt[i] == 'E')
2275         {
2276           register int j;
2277           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2278             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2279         }
2280     }
2281 }
2282 #endif
2283 \f
2284 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2285    in the rtx X.  */
2286
2287 static int
2288 count_nonfixed_reads (loop, x)
2289      const struct loop *loop;
2290      rtx x;
2291 {
2292   register enum rtx_code code;
2293   register int i;
2294   register const char *fmt;
2295   int value;
2296
2297   if (x == 0)
2298     return 0;
2299
2300   code = GET_CODE (x);
2301   switch (code)
2302     {
2303     case PC:
2304     case CC0:
2305     case CONST_INT:
2306     case CONST_DOUBLE:
2307     case CONST:
2308     case SYMBOL_REF:
2309     case LABEL_REF:
2310     case REG:
2311       return 0;
2312
2313     case MEM:
2314       return ((loop_invariant_p (loop, XEXP (x, 0)) != 1)
2315               + count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, 0)));
2316       
2317     default:
2318       break;
2319     }
2320
2321   value = 0;
2322   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2323   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2324     {
2325       if (fmt[i] == 'e')
2326         value += count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, i));
2327       if (fmt[i] == 'E')
2328         {
2329           register int j;
2330           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2331             value += count_nonfixed_reads (loop, XVECEXP (x, i, j));
2332         }
2333     }
2334   return value;
2335 }
2336
2337 \f
2338 #if 0
2339 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2340    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2341    if the machine supports such an instruction,
2342    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2343
2344 static void
2345 constant_high_bytes (p, loop_start)
2346      rtx p, loop_start;
2347 {
2348   register rtx new;
2349   register int insn_code_number;
2350
2351   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2352      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2353
2354   new
2355     = gen_rtx_SET
2356       (VOIDmode,
2357        gen_rtx_STRICT_LOW_PART
2358        (VOIDmode,
2359         gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2360                         SET_DEST (PATTERN (p)), 0)),
2361        XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2362
2363   insn_code_number = recog (new, p);
2364
2365   if (insn_code_number)
2366     {
2367       register int i;
2368
2369       /* Clear destination register before the loop.  */
2370       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode,
2371                                      SET_DEST (PATTERN (p)), const0_rtx),
2372                         loop_start);
2373
2374       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2375       PATTERN (p) = new;
2376     }
2377 }
2378 #endif
2379 \f
2380 /* Scan a loop setting the elements `cont', `vtop', `loops_enclosed',
2381    `has_call', `has_volatile', and `has_tablejump' within LOOP.
2382    Set the global variables `unknown_address_altered',
2383    `unknown_constant_address_altered', and `num_mem_sets'.  Also, fill
2384    in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2385
2386 static void
2387 prescan_loop (loop)
2388      struct loop *loop;
2389 {
2390   register int level = 1;
2391   rtx insn;
2392   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
2393   rtx start = loop->start;
2394   rtx end = loop->end;
2395   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2396      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2397      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2398      might end up between the two.  */
2399   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2400
2401   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2402   loop_info->has_call = 0;
2403   loop_info->has_volatile = 0;
2404   loop_info->has_tablejump = 0;
2405   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2406   loop->cont = 0;
2407   loop->vtop = 0;
2408   loop->level = 1;
2409
2410   unknown_address_altered = 0;
2411   unknown_constant_address_altered = 0;
2412   loop_store_mems = NULL_RTX;
2413   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2414   loop_mems_idx = 0;
2415   num_mem_sets = 0;
2416
2417   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2418        insn = NEXT_INSN (insn))
2419     {
2420       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2421         {
2422           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2423             {
2424               ++level;
2425               /* Count number of loops contained in this one.  */
2426               loop->level++;
2427             }
2428           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2429             {
2430               --level;
2431               if (level == 0)
2432                 {
2433                   end = insn;
2434                   break;
2435                 }
2436             }
2437           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2438             {
2439               if (level == 1)
2440                 loop->cont = insn;
2441             }
2442           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2443             {
2444               /* If there is a NOTE_INSN_LOOP_VTOP, then this is a for
2445                  or while style loop, with a loop exit test at the
2446                  start.  Thus, we can assume that the loop condition
2447                  was true when the loop was entered.  */
2448               if (level == 1)
2449                 loop->vtop = insn;
2450             }
2451         }
2452       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2453         {
2454           if (! CONST_CALL_P (insn))
2455             unknown_address_altered = 1;
2456           loop_info->has_call = 1;
2457         }
2458       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2459         {
2460           rtx label1 = NULL_RTX;
2461           rtx label2 = NULL_RTX;
2462
2463           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2464             loop_info->has_volatile = 1;
2465
2466           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2467               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2468                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2469             loop_info->has_tablejump = 1;
2470           
2471           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored, NULL);
2472           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2473             first_loop_store_insn = insn;
2474
2475           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets
2476               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2477               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2478               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2479             {
2480               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2481                 {
2482                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2483                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2484                 }
2485               else
2486                 {
2487                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2488                 }
2489
2490               do {
2491                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2492                   {
2493                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2494                       {
2495                         /* Something tricky.  */
2496                         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2497                         break;
2498                       }
2499                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2500                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2501                       {
2502                         /* A jump outside the current loop.  */
2503                         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2504                         break;
2505                       }
2506                   }
2507
2508                 label1 = label2;
2509                 label2 = NULL_RTX;
2510               } while (label1);
2511             }
2512         }
2513       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2514         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2515     }
2516
2517   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2518   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2519       ! unknown_address_altered 
2520       /* An exception thrown by a called function might land us
2521          anywhere.  */
2522       && ! loop_info->has_call
2523       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2524          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2525          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2526          require actual function calls.  */
2527       && ! current_function_calls_alloca
2528       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2529          end.  */
2530       && ! loop_info->has_multiple_exit_targets)
2531     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2532          insn = NEXT_INSN (insn))
2533       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2534 }
2535 \f
2536 /* LOOP->CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2537    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2538    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2539    and what we have so far as LOOP->CONT_DOMINATOR that has a
2540    target between LOOP->DOMINATOR and the continue note, move
2541    LOOP->CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2542    destination cannot be determined, clear LOOP->CONT_DOMINATOR.  */
2543
2544 static void
2545 verify_dominator (loop)
2546      struct loop *loop;
2547 {
2548   rtx insn;
2549
2550   if (! loop->cont_dominator)
2551     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2552        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2553     return;
2554   if (loop->cont_dominator == const0_rtx)
2555     {
2556       loop->cont_dominator = 0;
2557       return;
2558     }
2559   for (insn = loop->start; insn != loop->cont_dominator;
2560        insn = NEXT_INSN (insn))
2561     {
2562       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2563           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2564         {
2565           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2566           int label_luid;
2567
2568           /* If it is not a jump we can easily understand or for
2569              which we do not have jump target information in the JUMP_LABEL
2570              field (consider ADDR_VEC and ADDR_DIFF_VEC insns), then clear
2571              LOOP->CONT_DOMINATOR.  */
2572           if (! any_condjump_p (insn)
2573               || label == NULL_RTX)
2574             {
2575               loop->cont_dominator = NULL_RTX;
2576               return;
2577             }
2578
2579           label_luid = INSN_LUID (label);
2580           if (label_luid < INSN_LUID (loop->cont)
2581               && (label_luid
2582                   > INSN_LUID (loop->cont)))
2583             loop->cont_dominator = label;
2584         }
2585     }
2586 }
2587
2588 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2589    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2590    to from outside the loop.  */
2591
2592 static void
2593 find_and_verify_loops (f, loops)
2594      rtx f;
2595      struct loops *loops;
2596 {
2597   rtx insn;
2598   rtx label;
2599   int num_loops;
2600   struct loop *current_loop;
2601   struct loop *next_loop;
2602   struct loop *loop;
2603
2604   num_loops = loops->num;
2605
2606   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2607
2608   /* If there are jumps to undefined labels,
2609      treat them as jumps out of any/all loops.
2610      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2611   uid_loop[0] = NULL;
2612
2613   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2614      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2615
2616   num_loops = 0;
2617   current_loop = NULL;
2618   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2619     {
2620       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2621         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2622           {
2623           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2624             next_loop = loops->array + num_loops;
2625             next_loop->num = num_loops;
2626             num_loops++;
2627             next_loop->start = insn;
2628             next_loop->outer = current_loop;
2629             current_loop = next_loop;
2630             break;
2631
2632           case NOTE_INSN_SETJMP:
2633             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2634                enclosing loop.  */
2635             for (loop = current_loop; loop; loop = loop->outer)
2636               {
2637                 loop->invalid = 1;
2638                 if (loop_dump_stream)
2639                   fprintf (loop_dump_stream,
2640                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2641                            INSN_UID (loop->start));
2642               }
2643             break;
2644
2645           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2646             current_loop->cont = insn;
2647             break;
2648           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2649             if (! current_loop)
2650               abort ();
2651
2652             current_loop->end = insn;
2653             verify_dominator (current_loop);
2654             current_loop = current_loop->outer;
2655             break;
2656
2657           default:
2658             break;
2659           }
2660       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2661          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop->dominator.  */
2662       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2663                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2664                && current_loop)
2665         {
2666           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2667
2668           if (! any_condjump_p (insn))
2669             label = NULL_RTX;
2670
2671           loop = current_loop;
2672           do
2673             {
2674               /* First see if we care about this loop.  */
2675               if (loop->cont && loop->cont_dominator != const0_rtx)
2676                 {
2677                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2678                      loop->const_dominator.  */
2679                   if (! label)
2680                     loop->cont_dominator = const0_rtx;
2681                   else
2682                     /* Check if the destination is between loop start and
2683                        cont.  */
2684                     if ((INSN_LUID (label)
2685                          < INSN_LUID (loop->cont))
2686                         && (INSN_LUID (label)
2687                             > INSN_LUID (loop->start))
2688                         /* And if there is no later destination already
2689                            recorded.  */
2690                         && (! loop->cont_dominator
2691                             || (INSN_LUID (label)
2692                                 > INSN_LUID (loop->cont_dominator))))
2693                       loop->cont_dominator = label;
2694                 }
2695               loop = loop->outer;
2696             }
2697           while (loop);
2698         }
2699
2700       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2701          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2702       uid_loop[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2703     }
2704
2705   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2706      because it can be jumped into from anywhere.  */
2707
2708   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2709     {
2710       for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2711            loop; loop = loop->outer)
2712         loop->invalid = 1;
2713     }
2714
2715   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2716      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2717
2718   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2719     {
2720       for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2721            loop; loop = loop->outer)
2722         loop->invalid = 1;
2723     }
2724
2725   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2726      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2727      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2728      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2729      anywhere.
2730
2731      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2732      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2733      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2734      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2735      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2736      possible second cse pass.  */
2737
2738   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2739     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2740       {
2741         struct loop *this_loop = uid_loop[INSN_UID (insn)];
2742
2743         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2744           {
2745             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2746             if (note)
2747               {
2748                 for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2749                      loop; loop = loop->outer)
2750                   loop->invalid = 1;
2751               }
2752           }
2753
2754         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2755           continue;
2756
2757         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop);
2758
2759         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2760         if (this_loop
2761             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2762                 || (any_uncondjump_p (insn)
2763                     && onlyjump_p (insn)
2764                     && (uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2765                         != this_loop)))
2766             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2767           {
2768             rtx p;
2769             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2770             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
2771             struct loop *dest_loop;
2772             struct loop *outer_loop = NULL;
2773
2774             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2775                or a JUMP_INSN.  */
2776             for (p = PREV_INSN (insn);
2777                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2778                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2779                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2780                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2781                  p = PREV_INSN (p))
2782               ;
2783
2784             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2785                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2786
2787             if (JUMP_LABEL (insn))
2788               {
2789                 dest_loop = uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2790                 if (dest_loop)
2791                   {
2792                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
2793                          outer_loop = outer_loop->outer)
2794                       if (outer_loop == this_loop)
2795                         break;
2796                   }
2797               }
2798
2799             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2800
2801             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2802                 && uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop)
2803               outer_loop = this_loop;
2804
2805             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2806                we have a block of code to try to move.
2807
2808                We look backward and then forward from the target of INSN
2809                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2810                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2811                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2812                and move the block of code to the spot we found.  */
2813
2814             if (! outer_loop
2815                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2816                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2817                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2818                    These always indicate compilation errors.  */
2819                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2820                 && any_condjump_p (p) && onlyjump_p (p)
2821                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
2822                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
2823                    mustn't try.  */
2824                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn), 
2825                                          &last_insn_to_move))
2826               {
2827                 rtx target
2828                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2829                 struct loop *target_loop = uid_loop[INSN_UID (target)];
2830                 rtx loc, loc2;
2831
2832                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2833                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2834                       /* Don't move things inside a tablejump.  */
2835                       && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
2836                           || GET_CODE (loc2) != CODE_LABEL
2837                           || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
2838                           || GET_CODE (loc2) != JUMP_INSN
2839                           || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
2840                               && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
2841                       && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
2842                     break;
2843
2844                 if (loc == 0)
2845                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2846                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2847                         /* Don't move things inside a tablejump.  */
2848                         && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
2849                             || GET_CODE (loc2) != CODE_LABEL
2850                             || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
2851                             || GET_CODE (loc2) != JUMP_INSN
2852                             || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
2853                                 && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
2854                         && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
2855                       break;
2856
2857                 if (loc)
2858                   {
2859                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2860                     rtx new_label = get_label_after (p);
2861
2862                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2863                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2864
2865                     /* Verify that uid_loop is large enough and that
2866                        we can invert P.  */
2867                     if (invert_jump (p, new_label, 1))
2868                       {
2869                         rtx q, r;
2870
2871                         /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2872                            one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2873                            path, we'll need to insert an jump around our block
2874                            and a add a BARRIER before TARGET.
2875
2876                            This creates an extra unconditional jump outside
2877                            the loop.  However, the benefits of removing rarely
2878                            executed instructions from inside the loop usually
2879                            outweighs the cost of the extra unconditional jump
2880                            outside the loop.  */
2881                         if (loc == 0)
2882                           {
2883                             rtx temp;
2884
2885                             temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2886                             temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2887                             JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2888                             LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2889                             loc = emit_barrier_before (target);
2890                           }
2891
2892                         /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2893                            block after LOC.  */
2894                         new_label = squeeze_notes (new_label, 
2895                                                    last_insn_to_move);
2896                         reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
2897
2898                         /* All those insns are now in TARGET_LOOP.  */
2899                         for (q = new_label; 
2900                              q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
2901                              q = NEXT_INSN (q))
2902                           uid_loop[INSN_UID (q)] = target_loop;
2903
2904                         /* The label jumped to by INSN is no longer a loop
2905                            exit.  Unless INSN does not have a label (e.g.,
2906                            it is a RETURN insn), search loop->exit_labels
2907                            to find its label_ref, and remove it.  Also turn
2908                            off LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2909                         if (JUMP_LABEL (insn))
2910                           {
2911                             for (q = 0,
2912                                    r = this_loop->exit_labels;
2913                                  r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2914                               if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2915                                 {
2916                                   LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2917                                   if (q)
2918                                     LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2919                                   else
2920                                     this_loop->exit_labels = LABEL_NEXTREF (r);
2921                                   break;
2922                                 }
2923
2924                             for (loop = this_loop; loop && loop != target_loop;
2925                                  loop = loop->outer)
2926                               loop->exit_count--;
2927
2928                             /* If we didn't find it, then something is
2929                                wrong.  */
2930                             if (! r)
2931                               abort ();
2932                           }
2933
2934                         /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2935                            in loop->exit_labels, and marked as such.
2936                            The easiest way to do this is to just call
2937                            mark_loop_jump again for P.  */
2938                         mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop);
2939
2940                         /* If INSN now jumps to the insn after it,
2941                            delete INSN.  */
2942                         if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2943                             && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2944                                 == next_real_insn (insn)))
2945                           delete_insn (insn);
2946                       }
2947
2948                     /* Continue the loop after where the conditional
2949                        branch used to jump, since the only branch insn
2950                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2951                        branch and hence needs no processing.  */
2952                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2953
2954                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2955                       delete_insn (cond_label);
2956
2957                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2958                     insn = PREV_INSN (insn);
2959                   }
2960               }
2961           }
2962       }
2963 }
2964
2965 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2966    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2967
2968    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2969
2970 static void
2971 mark_loop_jump (x, loop)
2972      rtx x;
2973      struct loop *loop;
2974 {
2975   struct loop *dest_loop;
2976   struct loop *outer_loop;
2977   int i;
2978
2979   switch (GET_CODE (x))
2980     {
2981     case PC:
2982     case USE:
2983     case CLOBBER:
2984     case REG:
2985     case MEM:
2986     case CONST_INT:
2987     case CONST_DOUBLE:
2988     case RETURN:
2989       return;
2990
2991     case CONST:
2992       /* There could be a label reference in here.  */
2993       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
2994       return;
2995
2996     case PLUS:
2997     case MINUS:
2998     case MULT:
2999       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3000       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3001       return;
3002
3003     case LO_SUM:
3004       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3005       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3006       return;
3007
3008     case SIGN_EXTEND:
3009     case ZERO_EXTEND:
3010       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3011       return;
3012
3013     case LABEL_REF:
3014       dest_loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3015
3016       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3017          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3018          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3019          false.  */
3020
3021       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3022          since this does not count as a loop exit.  */
3023       if (dest_loop)
3024         {
3025           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3026                outer_loop = outer_loop->outer)
3027             if (outer_loop == loop)
3028               break;
3029         }
3030       else
3031         outer_loop = NULL;
3032
3033       if (loop && ! outer_loop)
3034         {
3035           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3036           LABEL_NEXTREF (x) = loop->exit_labels;
3037           loop->exit_labels = x;
3038
3039           for (outer_loop = loop;
3040                outer_loop && outer_loop != dest_loop;
3041                outer_loop = outer_loop->outer)
3042             outer_loop->exit_count++;
3043         }
3044
3045       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3046          by it, it invalidates at least one loop.  */
3047
3048       if (! dest_loop)
3049         return;
3050
3051       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3052          label, except those that also contain the jump insn.  */
3053
3054       for (; dest_loop; dest_loop = dest_loop->outer)
3055         {
3056           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3057           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3058             if (dest_loop == outer_loop)
3059               return;
3060
3061           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3062           if (loop_dump_stream && ! dest_loop->invalid)
3063             fprintf (loop_dump_stream,
3064                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3065                      INSN_UID (dest_loop->start));
3066           
3067           dest_loop->invalid = 1;
3068         }
3069       return;
3070
3071     case SET:
3072       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3073       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3074         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop);
3075       return;
3076
3077     case IF_THEN_ELSE:
3078       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3079       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop);
3080       return;
3081
3082     case PARALLEL:
3083     case ADDR_VEC:
3084       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3085         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop);
3086       return;
3087
3088     case ADDR_DIFF_VEC:
3089       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3090         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop);
3091       return;
3092
3093     default:
3094       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3095          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3096          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3097          loop and any containing loops as invalid.  */
3098       if (loop)
3099         {
3100           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3101             {
3102               if (loop_dump_stream && ! outer_loop->invalid)
3103                 fprintf (loop_dump_stream,
3104                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3105                          INSN_UID (outer_loop->start));
3106               outer_loop->invalid = 1;
3107             }
3108         }
3109       return;
3110     }
3111 }
3112 \f
3113 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3114    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3115    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3116    been previously created by loop.c).  */
3117
3118 static int
3119 labels_in_range_p (insn, end)
3120      rtx insn;
3121      int end;
3122 {
3123   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3124     {
3125       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3126         return 1;
3127       insn = NEXT_INSN (insn);
3128     }
3129
3130   return 0;
3131 }
3132
3133 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3134
3135 static void
3136 note_addr_stored (x, y, data)
3137      rtx x;
3138      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3139      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
3140 {
3141   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3142     return;
3143
3144   /* Count number of memory writes.
3145      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3146   num_mem_sets++;
3147
3148   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3149     if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3150     {
3151       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3152         unknown_constant_address_altered = 1;
3153       else
3154         unknown_address_altered = 1;
3155
3156       return;
3157     }
3158
3159   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3160 }
3161
3162 /* X is a value modified by an INSN that references a biv inside a loop
3163    exit test (ie, X is somehow related to the value of the biv).  If X
3164    is a pseudo that is used more than once, then the biv is (effectively)
3165    used more than once.  DATA is really an `int *', and is set if the
3166    biv is used more than once.  */
3167
3168 static void
3169 note_set_pseudo_multiple_uses (x, y, data)
3170      rtx x;
3171      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3172      void *data;
3173 {
3174   if (x == 0)
3175     return;
3176
3177   while (GET_CODE (x) == STRICT_LOW_PART
3178          || GET_CODE (x) == SIGN_EXTRACT
3179          || GET_CODE (x) == ZERO_EXTRACT
3180          || GET_CODE (x) == SUBREG)
3181     x = XEXP (x, 0);
3182
3183   if (GET_CODE (x) != REG || REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3184     return;
3185
3186   /* If we do not have usage information, or if we know the register
3187      is used more than once, note that fact for check_dbra_loop.  */
3188   if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop
3189       || ! VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (x))
3190       || VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (x)) == const0_rtx)
3191     *((int *) data) = 1;
3192 }
3193 \f
3194 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3195
3196    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3197
3198    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3199    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3200    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3201
3202 int
3203 loop_invariant_p (loop, x)
3204      const struct loop *loop;
3205      register rtx x;
3206 {
3207   register int i;
3208   register enum rtx_code code;
3209   register const char *fmt;
3210   int conditional = 0;
3211   rtx mem_list_entry;
3212
3213   if (x == 0)
3214     return 1;
3215   code = GET_CODE (x);
3216   switch (code)
3217     {
3218     case CONST_INT:
3219     case CONST_DOUBLE:
3220     case SYMBOL_REF:
3221     case CONST:
3222       return 1;
3223
3224     case LABEL_REF:
3225       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3226          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3227          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3228          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3229          the address of this label into a register might get moved outside
3230          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3231
3232          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3233          labels.  */
3234       if (flag_unroll_loops)
3235         return 0;
3236       else
3237         return 1;
3238
3239     case PC:
3240     case CC0:
3241     case UNSPEC_VOLATILE:
3242       return 0;
3243
3244     case REG:
3245       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3246          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3247
3248       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3249            || x == arg_pointer_rtx)
3250           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3251         return 1;
3252
3253       if (LOOP_INFO (loop)->has_call
3254           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3255         return 0;
3256
3257       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3258         return 2;
3259
3260       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3261
3262     case MEM:
3263       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3264          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3265          will be rejected also.  */
3266       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3267         return 0;
3268
3269       /* If we had a subroutine call, any location in memory could
3270          have been clobbered.  We used to test here for volatile and
3271          readonly, but true_dependence knows how to do that better
3272          than we do. */
3273       if (RTX_UNCHANGING_P (x)
3274           ? unknown_constant_address_altered : unknown_address_altered)
3275         return 0;
3276
3277       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3278       mem_list_entry = loop_store_mems;
3279       while (mem_list_entry)
3280         {
3281           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3282                                x, rtx_varies_p))
3283             return 0;
3284
3285           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3286         }
3287
3288       /* It's not invalidated by a store in memory
3289          but we must still verify the address is invariant.  */
3290       break;
3291
3292     case ASM_OPERANDS:
3293       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3294       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3295         return 0;
3296       break;
3297       
3298     default:
3299       break;
3300     }
3301
3302   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3303   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3304     {
3305       if (fmt[i] == 'e')
3306         {
3307           int tem = loop_invariant_p (loop, XEXP (x, i));
3308           if (tem == 0)
3309             return 0;
3310           if (tem == 2)
3311             conditional = 1;
3312         }
3313       else if (fmt[i] == 'E')
3314         {
3315           register int j;
3316           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3317             {
3318               int tem = loop_invariant_p (loop, XVECEXP (x, i, j));
3319               if (tem == 0)
3320                 return 0;
3321               if (tem == 2)
3322                 conditional = 1;
3323             }
3324
3325         }
3326     }
3327
3328   return 1 + conditional;
3329 }
3330
3331 \f
3332 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3333    are INSN and the immediately following insns,
3334    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3335    (not counting uses of REG in them).
3336
3337    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3338
3339    We assume that INSN itself is the first set of REG
3340    and that its source is invariant.  */
3341
3342 static int
3343 consec_sets_invariant_p (loop, reg, n_sets, insn)
3344      const struct loop *loop;
3345      int n_sets;
3346      rtx reg, insn;
3347 {
3348   rtx p = insn;
3349   unsigned int regno = REGNO (reg);
3350   rtx temp;
3351   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3352   int count = n_sets - 1;
3353   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3354   int value = 0;
3355   int this;
3356
3357   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3358   if (n_sets == 127)
3359     return 0;
3360
3361   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3362
3363   while (count > 0)
3364     {
3365       register enum rtx_code code;
3366       rtx set;
3367
3368       p = NEXT_INSN (p);
3369       code = GET_CODE (p);
3370
3371       /* If library call, skip to end of it.  */
3372       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3373         p = XEXP (temp, 0);
3374
3375       this = 0;
3376       if (code == INSN
3377           && (set = single_set (p))
3378           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3379           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3380         {
3381           this = loop_invariant_p (loop, SET_SRC (set));
3382           if (this != 0)
3383             value |= this;
3384           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3385             {
3386               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3387                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3388                  notes are OK.  */
3389               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3390                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3391                           && loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0))));
3392               if (this != 0)
3393                 value |= this;
3394             }
3395         }
3396       if (this != 0)
3397         count--;
3398       else if (code != NOTE)
3399         {
3400           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3401           return 0;
3402         }
3403     }
3404
3405   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3406   /* If loop_invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3407   return 1 + (value & 2);
3408 }
3409
3410 #if 0
3411 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3412    to be moved, so we no longer test it.  */
3413
3414 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3415    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3416
3417 static int
3418 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3419      rtx reg, insn;
3420      short *table;
3421 {
3422   register rtx p = insn;
3423   register int regno = REGNO (reg);
3424
3425   while (1)
3426     {
3427       register enum rtx_code code;
3428       p = NEXT_INSN (p);
3429       code = GET_CODE (p);
3430       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3431         return 1;
3432       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3433           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3434           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3435         {
3436           if (! loop_invariant_p (loop, SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3437             return 0;
3438         }
3439     }
3440 }
3441 #endif /* 0 */
3442 \f
3443 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3444    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3445    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3446
3447 static void
3448 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3449      rtx insn;
3450      rtx x;
3451      varray_type usage;
3452 {
3453   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3454   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3455   int i, j;
3456
3457   if (code == REG)
3458     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3459       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0 
3460          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3461         ? const0_rtx : insn;
3462
3463   else if (code == SET)
3464     {
3465       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3466          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3467          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
3468          for it.  */
3469       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3470         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3471       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3472     }
3473   else
3474     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3475       {
3476         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3477           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3478         else if (fmt[i] == 'E')
3479           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3480             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3481       }
3482 }
3483 \f
3484 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3485    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3486
3487 static void
3488 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3489      rtx insn, x;
3490      varray_type may_not_move;
3491      rtx *last_set;
3492 {
3493   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3494     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3495        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3496     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3497
3498   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3499     {
3500       rtx dest = SET_DEST (x);
3501       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3502              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3503              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3504              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3505         dest = XEXP (dest, 0);
3506       if (GET_CODE (dest) == REG)
3507         {
3508           register int regno = REGNO (dest);
3509           /* If this is the first setting of this reg
3510              in current basic block, and it was set before,
3511              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3512              be moved out of the loop.  */
3513           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0 
3514               && last_set[regno] == 0)
3515             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3516           /* If this is not first setting in current basic block,
3517              see if reg was used in between previous one and this.
3518              If so, neither one can be moved.  */
3519           if (last_set[regno] != 0
3520               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3521             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3522           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3523             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3524           last_set[regno] = insn;
3525         }
3526     }
3527 }
3528
3529 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3530    that is modified by an insn between FROM and TO.
3531    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3532    stop incrementing it, to avoid overflow.
3533
3534    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3535    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3536    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3537    in which case this processing is not done.
3538
3539    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3540    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3541
3542 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3543    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3544
3545 static void
3546 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3547      register rtx from, to;
3548      varray_type may_not_move;
3549      varray_type single_usage;
3550      int *count_ptr;
3551      int nregs;
3552 {
3553   register rtx *last_set = (rtx *) xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
3554   register rtx insn;
3555   register int count = 0;
3556
3557   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3558     {
3559       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3560         {
3561           ++count;
3562
3563           /* Record registers that have exactly one use.  */
3564           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3565
3566           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3567           if (REG_NOTES (insn))
3568             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3569
3570           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3571               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3572             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3573           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3574             {
3575               register int i;
3576               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3577                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3578                                may_not_move, last_set);
3579             }
3580         }
3581
3582       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3583         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3584     }
3585   *count_ptr = count;
3586
3587   /* Clean up.  */
3588   free (last_set);
3589 }
3590 \f
3591 /* Given a loop that is bounded by LOOP->START and LOOP->END and that
3592    is entered at LOOP->SCAN_START, return 1 if the register set in SET
3593    contained in insn INSN is used by any insn that precedes INSN in
3594    cyclic order starting from the loop entry point.
3595
3596    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3597    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3598    from an inner loop past two loops.  */
3599
3600 static int
3601 loop_reg_used_before_p (loop, set, insn)
3602      const struct loop *loop;
3603      rtx set, insn;
3604 {
3605   rtx reg = SET_DEST (set);
3606   rtx p;
3607
3608   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3609      are done.  Otherwise, if we hit LOOP->END, wrap around to LOOP->START.  */
3610   for (p = loop->scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3611     {
3612       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3613           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3614         return 1;
3615
3616       if (p == loop->end)
3617         p = loop->start;
3618     }
3619
3620   return 0;
3621 }
3622 \f
3623 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3624    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3625 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3626    value is a linear function of a biv.  */
3627
3628 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3629    Givs by `general_induction_var'.  */
3630
3631 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3632    induction variable, and if so what type.  */
3633
3634 varray_type reg_iv_type;
3635
3636 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3637    if register is an induction variable.  This holds general info for
3638    all induction variables.  */
3639
3640 varray_type reg_iv_info;
3641
3642 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3643    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3644    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3645    to.  */
3646
3647 struct iv_class **reg_biv_class;
3648
3649 /* The head of a list which links together (via the next field)
3650    every iv class for the current loop.  */
3651
3652 struct iv_class *loop_iv_list;
3653
3654 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3655    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3656    separately.  */
3657 unsigned int first_increment_giv, last_increment_giv;
3658
3659 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3660
3661 static rtx note_insn;
3662
3663 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3664
3665 static rtx addr_placeholder;
3666
3667 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3668    for the strength reduction code.  */
3669
3670 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3671    bivs, may cause problems.  */
3672
3673 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3674    performance problems.
3675
3676    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3677    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3678    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3679    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3680    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3681    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3682
3683 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3684    positive.  */
3685
3686 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3687    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3688    e.g. the VAX acb insn.  */
3689
3690 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3691    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3692    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3693 \f
3694 /* Scan the loop body and call FNCALL for each insn.  In the addition to the
3695    LOOP and INSN parameters pass MAYBE_MULTIPLE and NOT_EVERY_ITERATION to the
3696    callback.
3697  
3698    NOT_EVERY_ITERATION if current insn is not executed at least once for every
3699    loop iteration except for the last one.
3700
3701    MAYBE_MULTIPLE is 1 if current insn may be executed more than once for every
3702    loop iteration.
3703  */
3704 void
3705 for_each_insn_in_loop (loop, fncall)
3706      struct loop *loop;
3707      loop_insn_callback fncall;
3708 {
3709   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3710      iteration.  */
3711   int not_every_iteration = 0;
3712   int maybe_multiple = 0;
3713   int past_loop_latch = 0;
3714   int loop_depth = 0;
3715   rtx p;
3716
3717   /* If loop_scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3718      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3719   if (prev_nonnote_insn (loop->scan_start) != prev_nonnote_insn (loop->start))
3720     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (loop, loop->scan_start);
3721
3722   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3723
3724   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
3725        p != NULL_RTX;
3726        p = next_insn_in_loop (loop, p))
3727     {
3728       p = fncall (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple);
3729
3730       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3731          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3732          jump insn between here and the end of the loop either
3733          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3734          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3735
3736       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3737         {
3738           rtx insn = p;
3739
3740           maybe_multiple = 0;
3741
3742           while (1)
3743             {
3744               insn = NEXT_INSN (insn);
3745               if (insn == loop->scan_start)
3746                 break;
3747               if (insn == loop->end)
3748                 {
3749                   if (loop->top != 0)
3750                     insn = loop->top;
3751                   else
3752                     break;
3753                   if (insn == loop->scan_start)
3754                     break;
3755                 }
3756
3757               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3758                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3759                   && (!any_condjump_p (insn)
3760                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3761                           && JUMP_LABEL (insn) != loop->scan_start
3762                           && !loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3763                 {
3764                   maybe_multiple = 1;
3765                   break;
3766                 }
3767             }
3768         }
3769
3770       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3771          on whether they will be executed during each iteration.  */
3772       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3773          code in scan_loop.  */
3774       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3775       /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3776          beginning, don't set not_every_iteration for that.
3777          This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3778          will be executed if the loop is executed.  */
3779           && !(JUMP_LABEL (p) == loop->top
3780              && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
3781                   && any_uncondjump_p (p))
3782                  || (NEXT_INSN (p) == loop->end && any_condjump_p (p)))))
3783         {
3784           rtx label = 0;
3785
3786           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3787              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3788              loop->exits_labels list.  */
3789
3790           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3791             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3792               break;
3793
3794           if (!label)
3795             not_every_iteration = 1;
3796         }
3797
3798       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3799         {
3800           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3801              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3802              even though the exit code has been duplicated.
3803
3804              Insns are also again known to be executed each iteration at
3805              the LOOP_CONT note.  */
3806           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3807                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3808               && loop_depth == 0)
3809             not_every_iteration = 0;
3810           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3811             loop_depth++;
3812           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3813             loop_depth--;
3814         }
3815
3816       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
3817          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
3818          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
3819          a new loop iteration.
3820
3821          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
3822          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
3823          which immediately follows LOOP_START.  */
3824       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3825           && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop->start))
3826         past_loop_latch = 1;
3827
3828       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3829          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3830          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3831          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3832
3833          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3834          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
3835          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
3836          executed each iteration.  */
3837
3838       if (not_every_iteration
3839           && !past_loop_latch
3840           && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3841           && no_labels_between_p (p, loop->end)
3842           && loop_insn_first_p (p, loop->cont))
3843         not_every_iteration = 0;
3844     }
3845 }
3846 \f
3847 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  
3848
3849    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3850    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3851    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3852    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3853    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.   */
3854
3855 static void
3856 strength_reduce (loop, insn_count, flags)
3857      struct loop *loop;
3858      int insn_count;
3859      int flags;
3860 {
3861   rtx p;
3862   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3863   struct iv_class *bl, **backbl;
3864   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3865   /* Ratio of extra register life span we can justify
3866      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3867      since in that case saving an insn makes more difference
3868      and more registers are available.  */
3869   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3870   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3871   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3872   rtx *reg_map = NULL;
3873   int reg_map_size;
3874   int call_seen;
3875   rtx test;
3876   rtx end_insert_before;
3877   int n_extra_increment;
3878   int unrolled_insn_copies = 0;
3879   rtx loop_start = loop->start;
3880   rtx loop_end = loop->end;
3881   rtx loop_scan_start = loop->scan_start;
3882
3883   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3884   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3885   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3886     xcalloc (max_reg_before_loop, sizeof (struct iv_class *));
3887
3888   loop_iv_list = 0;
3889   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3890
3891   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3892      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3893      order (i.e. loop order). 
3894
3895      If loop_end is the end of the current function, then emit a 
3896      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3897      dummy note insn.  */
3898   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3899     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3900   else
3901     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3902
3903   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_bivs);
3904
3905   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3906      Make a sanity check against n_times_set.  */
3907   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3908     {
3909       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3910           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3911           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3912           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3913           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3914              move.  So leave it alone.  */
3915           || ! bl->incremented)
3916         {
3917           if (loop_dump_stream)
3918             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3919                      bl->regno,
3920                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3921                       ? "not induction variable"
3922                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3923                          : "count error")));
3924           
3925           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3926           *backbl = bl->next;
3927         }
3928       else
3929         {
3930           backbl = &bl->next;
3931
3932           if (loop_dump_stream)
3933             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3934         }
3935     }
3936
3937   /* Exit if there are no bivs.  */
3938   if (! loop_iv_list)
3939     {
3940       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3941          strength reduction info available.  */
3942       if (flags & LOOP_UNROLL)
3943         unroll_loop (loop, insn_count, end_insert_before, 0);
3944
3945       goto egress;
3946     }
3947
3948   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3949      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3950
3951   call_seen = 0;
3952   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3953     {
3954       note_insn = p;
3955
3956       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3957         call_seen = 1;
3958
3959       if (INSN_P (p))
3960         note_stores (PATTERN (p), record_initial, NULL);
3961
3962       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3963          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3964          constants and registers and only certain of those.  */
3965       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3966           && JUMP_LABEL (p) != 0
3967           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3968           && (test = get_condition_for_loop (loop, p)) != 0
3969           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3970           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3971           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3972           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3973           && bl->init_insn == 0)
3974         {
3975           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3976           if (GET_CODE (test) == NE)
3977             {
3978               bl->init_insn = p;
3979               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3980                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3981             }
3982           else
3983             bl->initial_test = test;
3984         }
3985     }
3986
3987   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3988      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3989      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3990   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3991     {
3992       rtx src;
3993       rtx note;
3994
3995       if (! bl->init_insn)
3996         continue;
3997
3998       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3999          is a constant, use the value of that.  */
4000       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
4001            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
4002           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
4003               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
4004         src = XEXP (note, 0);
4005       else
4006         src = SET_SRC (bl->init_set);
4007
4008       if (loop_dump_stream)
4009         fprintf (loop_dump_stream,
4010                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
4011                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
4012
4013       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
4014            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4015           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
4016         {
4017           bl->initial_value = src;
4018
4019           if (loop_dump_stream)
4020             {
4021               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
4022                 {
4023                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
4024                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
4025                 }
4026               else
4027                 {
4028                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
4029                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4030                 }
4031             }
4032         }
4033       else
4034         {
4035           struct iv_class *bl2 = 0;
4036           rtx increment = NULL_RTX;
4037
4038           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
4039              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
4040              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
4041              For simplicity, we only handle the case where there is but a
4042              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
4043           if (bl->biv_count == 1
4044               && bl->regno < max_reg_before_loop
4045               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4046               && GET_CODE (src) == PLUS
4047               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
4048               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4049               && ((increment = biv_total_increment (bl)) != NULL_RTX))
4050             {
4051               unsigned int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4052
4053               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4054                 if (bl2->regno == regno)
4055                   break;
4056             }
4057         
4058           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4059           if (bl2
4060               && bl2->biv_count == 1
4061               && rtx_equal_p (increment, biv_total_increment (bl2))
4062               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4063                  without any intervening labels.  */
4064               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4065                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4066               /* The register from BL2 must be set before the register from
4067                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4068                  the former set.  Currently there can't be any labels
4069                  in-between when biv_total_increment returns nonzero both times
4070                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4071                  gets used to set always_computable.  */
4072               && (loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4073                   ? no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4074                   : (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4075                                            bl2->biv->insn)
4076                      && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4077               && validate_change (bl->biv->insn,
4078                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4079                                   copy_rtx (src), 0))
4080             {
4081               rtx dominator = loop->cont_dominator;
4082               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4083               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4084               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4085
4086               if (loop_dump_stream)
4087                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4088               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4089               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4090               reg_biv_class[bl->regno] = (struct iv_class *) NULL_PTR;
4091               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4092                  before the first giv use.  */
4093               if (dominator
4094                   && ! loop_insn_first_p (dominator, loop_scan_start)
4095                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4096                                           dominator)
4097                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4098                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4099                 {
4100                   rtx p;
4101                   rtx next;
4102
4103                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4104                     {
4105                       if (GET_CODE (next) == JUMP_INSN
4106                           || (INSN_P (next)
4107                               && insn_dependent_p (giv_insn, next)))
4108                         break;
4109 #ifdef HAVE_cc0
4110                       if (! INSN_P (next)
4111                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4112 #endif
4113                         dominator = next;
4114                     }
4115                   if (loop_dump_stream)
4116                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4117                              INSN_UID (dominator));
4118                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4119                      and adjusting all luids in the range.  */
4120                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4121                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4122                     p = PREV_INSN (p);
4123                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4124                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4125                      this giv, delete it.  */
4126                   if (single_set (bl->init_insn)
4127                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4128                     delete_insn (bl->init_insn);
4129                 }
4130               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4131                 {
4132                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4133                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4134                     p = PREV_INSN (p);
4135                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4136                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4137                                  INSN_LUID (p));
4138                 }
4139               /* Remove this biv from the chain.  */
4140               *backbl = bl->next;
4141             }
4142
4143           /* If we can't make it a giv,
4144              let biv keep initial value of "itself".  */
4145           else if (loop_dump_stream)
4146             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4147         }
4148     }
4149
4150   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4151      all but the last increment into a giv.  */
4152
4153   /* Get an upper bound for the number of registers
4154      we might have after all bivs have been processed.  */
4155   first_increment_giv = max_reg_num ();
4156   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4157     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4158
4159   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4160      replacements to take place, since this could loose the volatile
4161      markers.  */
4162   if (n_extra_increment  && ! loop_info->has_volatile)
4163     {
4164       unsigned int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4165
4166       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4167       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4168       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4169
4170       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4171         {
4172           struct induction **vp, *v, *next;
4173           int biv_dead_after_loop = 0;
4174
4175           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this
4176              first.  */
4177           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4178             {
4179               next = v->next_iv;
4180               v->next_iv = bl->biv;
4181               bl->biv = v;
4182             }
4183
4184           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4185              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4186              would mean that we'd be missing an increment for the final
4187              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4188              the first part of the test to set bl->eliminable.
4189              We don't check here if we can calculate the final value, since
4190              this can't succeed if we already know that there is a jump
4191              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4192              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4193              implies that the jump destination is outside the loop.
4194              If we want to make this check more sophisticated, we should
4195              check each branch between v->insn and next->insn individually
4196              to see if the biv is dead at its destination.  */
4197
4198           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4199               && bl->init_insn
4200               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4201               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4202                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4203 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4204               && ! bl->nonneg
4205 #endif
4206               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4207             biv_dead_after_loop = 1;
4208
4209           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4210             {
4211               HOST_WIDE_INT offset;
4212               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn, note;
4213               int old_regno, new_regno;
4214               rtx next_loc_insn;
4215
4216               if (! v->always_executed
4217                   || v->maybe_multiple
4218                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4219                   || ! next->always_executed
4220                   || next->maybe_multiple
4221                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4222                   || v->mult_val != const1_rtx
4223                   || next->mult_val != const1_rtx
4224                   || ! (biv_dead_after_loop
4225                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4226                 {
4227                   vp = &v->next_iv;
4228                   continue;
4229                 }
4230               offset = INTVAL (v->add_val);
4231               set = single_set (v->insn);
4232               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4233               old_reg = v->dest_reg;
4234               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4235     
4236               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4237                  have been allocated with some slop space, so we may not
4238                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4239                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4240               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4241                 {
4242                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4243                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4244                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4245                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4246                   VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
4247                 }
4248     
4249               /* Some bivs are incremented with a multi-insn sequence.
4250                  The first insn contains the add.  */
4251               next_loc_insn = next->insn;
4252               while (! loc_mentioned_in_p (next->location,
4253                                            PATTERN (next_loc_insn)))
4254                 next_loc_insn = PREV_INSN (next_loc_insn);
4255
4256               if (next_loc_insn == v->insn)
4257                 abort ();
4258
4259               if (! validate_change (next_loc_insn, next->location, add_val, 0))
4260                 {
4261                   vp = &v->next_iv;
4262                   continue;
4263                 }
4264
4265               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4266                  it into the uses.  */
4267
4268               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4269
4270               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4271                    p != next_loc_insn;
4272                    p = next_insn_in_loop (loop, p))
4273                 {
4274                   if (!INSN_P (p))
4275                     continue;
4276                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4277                     {
4278                       last_use_insn = p;
4279                     }
4280                 }
4281
4282               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4283                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4284                  of an inner loop, so there is little point in making this
4285                  a DEST_REG giv anyways.  */
4286               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4287                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4288                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4289                 {
4290                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4291                   if (! validate_change (next_loc_insn, next->location,
4292                       next->add_val, 0))
4293                     abort ();
4294                   vp = &v->next_iv;
4295                   continue;
4296                 }
4297               next->add_val = add_val;
4298               v->dest_reg = dest_reg;
4299               v->giv_type = DEST_REG;
4300               v->location = &SET_SRC (set);
4301               v->cant_derive = 0;
4302               v->combined_with = 0;
4303               v->maybe_dead = 0;
4304               v->derive_adjustment = 0;
4305               v->same = 0;
4306               v->ignore = 0;
4307               v->new_reg = 0;
4308               v->final_value = 0;
4309               v->same_insn = 0;
4310               v->auto_inc_opt = 0;
4311               v->unrolled = 0;
4312               v->shared = 0;
4313               v->derived_from = 0;
4314               v->always_computable = 1;
4315               v->always_executed = 1;
4316               v->replaceable = 1;
4317               v->no_const_addval = 0;
4318     
4319               old_regno = REGNO (old_reg);
4320               new_regno = REGNO (dest_reg);
4321               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4322               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4323               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4324               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4325               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4326     
4327               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4328               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4329
4330               /* If next_insn has a REG_EQUAL note that mentiones OLD_REG,
4331                  it must be replaced.  */
4332               note = find_reg_note (next->insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
4333               if (note && reg_mentioned_p (old_reg, XEXP (note, 0)))
4334                 XEXP (note, 0) = copy_rtx (SET_SRC (single_set (next->insn)));
4335
4336               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4337                  and record it as a giv.  */
4338               *vp = next;
4339               bl->biv_count--;
4340               v->next_iv = bl->giv;
4341               bl->giv = v;
4342               bl->giv_count++;
4343               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4344               bl->total_benefit += v->benefit;
4345     
4346               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4347                  the replaced increment and the next increment, and
4348                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4349               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4350                    p != next_loc_insn;
4351                    p = next_insn_in_loop (loop, p))
4352                 {
4353                   rtx note;
4354     
4355                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4356                     continue;
4357                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4358                     {
4359                       last_use_insn = p;
4360                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4361                         abort ();
4362                     }
4363                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4364                     {
4365                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4366                         XEXP (note, 0)
4367                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4368                     }
4369                 }
4370     
4371               v->last_use = last_use_insn;
4372               v->lifetime = INSN_LUID (last_use_insn) - INSN_LUID (v->insn);
4373               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4374                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4375                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4376               if (v->lifetime == 0)
4377                 v->ignore = 1;
4378
4379               if (loop_dump_stream)
4380                 fprintf (loop_dump_stream,
4381                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4382                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4383             }
4384         }
4385     }
4386   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4387
4388   /* Search the loop for general induction variables.  */
4389
4390   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_givs);
4391
4392   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4393      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4394      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4395      fail if the iteration variable is a giv.  */
4396
4397   loop_iterations (loop);
4398
4399   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4400      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4401      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4402      so that final_giv_value will work correctly.  */
4403
4404   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4405     {
4406       struct induction *v;
4407
4408       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4409         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4410           check_final_value (loop, v);
4411     }
4412
4413   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4414      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4415      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4416   check_dbra_loop (loop, insn_count);
4417
4418   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4419      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4420      reg_iv_type for a suitable size.  */
4421   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4422   reg_map = (rtx *) xcalloc (reg_map_size, sizeof (rtx));
4423
4424   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4425      variable elimination.  */
4426
4427   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4428     {
4429       struct induction *v;
4430       int benefit;
4431       int all_reduced;
4432       rtx final_value = 0;
4433       unsigned int nregs;
4434
4435       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4436          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4437          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4438          what its final value will be.
4439
4440          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4441          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4442          this biv.  */
4443
4444       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4445          We aren't concerned with any uses of the biv between
4446          init_insn and loop_start since these won't be affected
4447          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4448          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4449          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4450
4451       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4452            && bl->init_insn
4453            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4454            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4455 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4456            && ! bl->nonneg
4457 #endif
4458            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4459           || ((final_value = final_biv_value (loop, bl))
4460 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4461               && ! bl->nonneg
4462 #endif
4463               ))
4464         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (loop, bl, 0, threshold, 
4465                                               insn_count);
4466       else
4467         {
4468           if (loop_dump_stream)
4469             {
4470               fprintf (loop_dump_stream,
4471                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4472                        bl->regno);
4473               fprintf (loop_dump_stream,
4474                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4475                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4476                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4477             }
4478         }
4479
4480       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4481       combine_givs (bl);
4482
4483       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4484          biv have been strength reduced.
4485          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4486       all_reduced = 1;
4487
4488       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4489          it.  Skip giv's combined with others.  */
4490       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4491         {
4492           struct induction *tv;
4493
4494           if (v->ignore || v->same)
4495             continue;
4496
4497           benefit = v->benefit;
4498
4499           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4500              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4501              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4502              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4503              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4504              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4505              a cost.  Similar situations exist.  */
4506           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4507              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4508              be necessary.  */
4509           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4510               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4511             benefit -= copy_cost;
4512
4513           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4514              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4515           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4516
4517           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4518              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4519              This decision can be made independently for each giv.  */
4520
4521 #ifdef AUTO_INC_DEC
4522           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4523              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4524              add_cost that was done above).  */
4525           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4526               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4527             {
4528               if (HAVE_POST_INCREMENT
4529                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4530                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4531               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4532                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4533                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4534               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4535                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4536                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4537               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4538                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4539                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4540             }
4541 #endif
4542
4543           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4544              flag, and clear all_reduced.  */
4545
4546           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4547              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4548              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4549              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4550              exit.  */
4551
4552           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4553               && ! bl->reversed )
4554             {
4555               if (loop_dump_stream)
4556                 fprintf (loop_dump_stream,
4557                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4558                          INSN_UID (v->insn),
4559                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4560               v->ignore = 1;
4561               all_reduced = 0;
4562             }
4563           else
4564             {
4565               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4566                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4567
4568               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4569                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4570                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4571                   {
4572                     if (loop_dump_stream)
4573                       fprintf (loop_dump_stream,
4574                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4575                                INSN_UID (v->insn));
4576                     v->ignore = 1;
4577                     all_reduced = 0;
4578                     break;
4579                   }
4580             }
4581         }
4582
4583       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4584          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4585          dead and should not be used to derive another giv nor to
4586          eliminate a biv.  */
4587       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4588         {
4589           if (v->ignore
4590               || (v->same && v->same->ignore))
4591             continue;
4592
4593           if (v->last_use)
4594             {
4595               struct induction *v1;
4596
4597               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4598                 if (v->last_use == v1->insn)
4599                   v->maybe_dead = 1;
4600             }
4601           else if (v->giv_type == DEST_REG
4602               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4603             {
4604               struct induction *v1;
4605
4606               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4607                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4608                   v->maybe_dead = 1;
4609             }
4610         }
4611
4612       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4613          combinations to reduce register pressure.
4614          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4615          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4616          reallocation here since it allows to check if there are still
4617          more bivs to process.  */
4618       nregs = max_reg_num ();
4619       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4620         {
4621           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4622              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4623           if (bl->next)
4624             nregs += nregs / 4;
4625           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4626           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4627           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4628         }
4629       recombine_givs (loop, bl, flags & LOOP_UNROLL);
4630
4631       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4632
4633       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4634         {
4635           struct induction *tv;
4636           if (! v->ignore && v->same == 0)
4637             {
4638               int auto_inc_opt = 0;
4639
4640               /* If the code for derived givs immediately below has already
4641                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4642               if (! v->new_reg)
4643                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4644
4645               if (v->derived_from)
4646                 {
4647                   struct induction *d = v->derived_from;
4648
4649                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4650                      to replace it in v->insn now.  */
4651                   if (! d->new_reg)
4652                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4653                   PATTERN (v->insn)
4654                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4655                   PATTERN (v->insn)
4656                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4657                   /* For each place where the biv is incremented, add an
4658                      insn to set the new, reduced reg for the giv.
4659                      We used to do this only for biv_count != 1, but
4660                      this fails when there is a giv after a single biv
4661                      increment, e.g. when the last giv was expressed as
4662                      pre-decrement.  */
4663                   for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4664                     {
4665                       /* We always emit reduced giv increments before the
4666                          biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4667                          emitting the add insns for derived givs after the
4668                          biv increment, they pick up the updated value of
4669                          the reduced giv.
4670                          If the reduced giv is processed with
4671                          auto_inc_opt == 1, then it is incremented earlier
4672                          than the biv, hence we'll still pick up the right
4673                          value.
4674                          If it's processed with auto_inc_opt == -1,
4675                          that implies that the biv increment is before the
4676                          first reduced giv's use.  The derived giv's lifetime
4677                          is after the reduced giv's lifetime, hence in this
4678                          case, the biv increment doesn't matter.  */
4679                       emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)), tv->insn);
4680                     }
4681                   continue;
4682                 }
4683
4684 #ifdef AUTO_INC_DEC
4685               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4686                  this is an address giv, then try to put the increment
4687                  immediately after its use, so that flow can create an
4688                  auto-increment addressing mode.  */
4689               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4690                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4691                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4692                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4693                   && ! bl->reversed
4694                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4695                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4696                 {
4697                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4698                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4699                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4700
4701                      We simplify this by looking for the common case where
4702                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4703                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4704                      increment occurs after the address giv, then we can
4705                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4706                      would have to go before other_giv, and we would not be
4707                      able to combine it with the address giv to get an
4708                      auto-inc address.)  */
4709                   if (v->combined_with)
4710                     {
4711                       struct induction *other_giv = 0;
4712
4713                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4714                         if (tv->same == v)
4715                           {
4716                             if (other_giv)
4717                               break;
4718                             else
4719                               other_giv = tv;
4720                           }
4721                       if (! tv && other_giv
4722                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4723                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4724                               == INSN_UID (v->insn))
4725                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4726                         auto_inc_opt = 1;
4727                     }
4728                   /* Check for case where increment is before the address
4729                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4730                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4731                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop_scan_start)
4732                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4733                                     > INSN_LUID (loop_scan_start))))
4734                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop_scan_start)
4735                                && (INSN_LUID (loop_scan_start)
4736                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4737                     auto_inc_opt = -1;
4738                   else
4739                     auto_inc_opt = 1;
4740
4741 #ifdef HAVE_cc0
4742                   {
4743                     rtx prev;
4744
4745                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4746                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4747                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4748                         || (auto_inc_opt == -1
4749                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4750                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4751                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4752                       auto_inc_opt = 0;
4753                   }
4754 #endif
4755
4756                   if (auto_inc_opt)
4757                     v->auto_inc_opt = 1;
4758                 }
4759 #endif
4760
4761               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4762                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4763               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4764                 {
4765                   rtx insert_before;
4766
4767                   if (! auto_inc_opt)
4768                     insert_before = tv->insn;
4769                   else if (auto_inc_opt == 1)
4770                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4771                   else
4772                     insert_before = v->insn;
4773
4774                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4775                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4776                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4777                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4778                     /* A multiply is acceptable here
4779                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4780                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4781                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4782                 }
4783
4784               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4785
4786               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4787                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4788             }
4789         }
4790
4791       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4792          as not reduced.
4793          
4794          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4795          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4796          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4797
4798       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4799         {
4800           if (v->same && v->same->ignore)
4801             v->ignore = 1;
4802
4803           if (v->ignore)
4804             continue;
4805
4806           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4807              replaced.  */
4808           if (v->same)
4809             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4810                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4811
4812           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4813             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4814                this giv.  */
4815             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4816           else if (v->replaceable)
4817             {
4818               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4819
4820 #if 0
4821               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4822                  this is unnecessary now?  */
4823
4824               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4825                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4826
4827                  However, especially when unrolling loops, the special
4828                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4829                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4830                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4831                  We can not delete the original insn, since it may be part
4832                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4833                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4834               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4835                                v->insn);
4836 #endif
4837             }
4838           else
4839             {
4840               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4841                  the reduced giv, same as above.  */
4842               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4843                                v->insn);
4844             }
4845
4846           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4847              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4848              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4849              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4850              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4851           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4852             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4853                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4854           else if (v->final_value)
4855             {
4856               rtx insert_before;
4857
4858               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4859                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4860                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4861                  since this is slightly more efficient.  */
4862               if (loop->exit_count)
4863                 insert_before = loop_start;
4864               else
4865                 insert_before = end_insert_before;
4866               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4867                                 insert_before);
4868
4869 #if 0
4870               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4871                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4872                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4873                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4874                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4875                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4876                  matter that the original insn remains because it is dead
4877                  anyways.  */
4878               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4879                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4880               delete_insn (v->insn);
4881 #endif
4882             }
4883
4884           if (loop_dump_stream)
4885             {
4886               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4887                        INSN_UID (v->insn));
4888               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4889               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4890             }
4891         }
4892
4893       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4894          merit it.  */
4895
4896       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4897          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4898          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4899          combined with.
4900
4901          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4902          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4903          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4904          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4905          used from the simpler giv.  */
4906
4907       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4908         if (! v->maybe_dead && v->same)
4909           v->same->maybe_dead = 0;
4910
4911       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4912          This won't work if ! all_reduced,
4913          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4914
4915          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
4916          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
4917          be used as a biv replacement.  
4918
4919          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4920          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4921          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
4922          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4923          replace it with a compare with a constant will fail.
4924
4925          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4926          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4927          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4928
4929       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
4930           && maybe_eliminate_biv (loop, bl, 1, threshold, insn_count))
4931         {
4932           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4933              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4934              we might want to rewrite it also.  This way some later
4935              pass has more hope of removing the initialization of this
4936              biv entirely.  */
4937
4938           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4939              and we must emit an insn to set it just in case.
4940
4941              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
4942              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
4943              proper final value for such a biv here anyways.  */
4944           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
4945             {
4946               rtx insert_before;
4947
4948               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4949                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4950                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
4951                  loop, since this is slightly more efficient.  */
4952               if (loop->exit_count)
4953                 insert_before = loop_start;
4954               else
4955                 insert_before = end_insert_before;
4956
4957               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
4958                                 end_insert_before);
4959             }
4960
4961 #if 0
4962           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
4963              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
4964              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
4965           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
4966              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
4967              will only succeed when there are multiple exits if the biv
4968              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
4969              insn remains, because it is dead anyways.  */
4970           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
4971             delete_insn (v->insn);
4972 #endif
4973
4974           if (loop_dump_stream)
4975             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
4976                      bl->regno);
4977         }
4978     }
4979
4980   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
4981      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
4982
4983   for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
4984     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4985         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4986       {
4987         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
4988         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
4989         INSN_CODE (p) = -1;
4990       }
4991
4992   if (loop_info->n_iterations > 0)
4993     {
4994       /* When we completely unroll a loop we will likely not need the increment
4995          of the loop BIV and we will not need the conditional branch at the
4996          end of the loop.  */
4997       unrolled_insn_copies = insn_count - 2;
4998
4999 #ifdef HAVE_cc0
5000       /* When we completely unroll a loop on a HAVE_cc0 machine we will not
5001          need the comparison before the conditional branch at the end of the
5002          loop.  */
5003       unrolled_insn_copies -= 1;
5004 #endif
5005
5006       /* We'll need one copy for each loop iteration.  */
5007       unrolled_insn_copies *= loop_info->n_iterations;
5008
5009       /* A little slop to account for the ability to remove initialization
5010          code, better CSE, and other secondary benefits of completely
5011          unrolling some loops.  */
5012       unrolled_insn_copies -= 1;
5013
5014       /* Clamp the value.  */
5015       if (unrolled_insn_copies < 0)
5016         unrolled_insn_copies = 0;
5017     }
5018   
5019   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5020      induction variable information that strength_reduce has already
5021      collected.  Always unroll loops that would be as small or smaller
5022      unrolled than when rolled.  */
5023   if ((flags & LOOP_UNROLL)
5024       || (loop_info->n_iterations > 0
5025           && unrolled_insn_copies <= insn_count))
5026     unroll_loop (loop, insn_count, end_insert_before, 1);
5027
5028 #ifdef HAVE_doloop_end
5029   if (HAVE_doloop_end && (flags & LOOP_BCT) && flag_branch_on_count_reg)
5030     doloop_optimize (loop);
5031 #endif  /* HAVE_doloop_end  */
5032
5033   if (loop_dump_stream)
5034     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5035
5036 egress:
5037   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5038   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5039   free (reg_biv_class);
5040   if (reg_map)
5041     free (reg_map);
5042 }
5043 \f
5044 /*Record all basic induction variables calculated in the insn.  */
5045 static rtx
5046 check_insn_for_bivs (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple)
5047      struct loop *loop;
5048      rtx p;
5049      int not_every_iteration;
5050      int maybe_multiple;
5051 {
5052   rtx set;
5053   rtx dest_reg;
5054   rtx inc_val;
5055   rtx mult_val;
5056   rtx *location;
5057
5058   if (GET_CODE (p) == INSN
5059       && (set = single_set (p))
5060       && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
5061     {
5062       dest_reg = SET_DEST (set);
5063       if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
5064           && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
5065           && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
5066         {
5067           if (basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
5068                                    GET_MODE (SET_SRC (set)),
5069                                    dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
5070                                    &location))
5071             {
5072               /* It is a possible basic induction variable.
5073                  Create and initialize an induction structure for it.  */
5074
5075               struct induction *v
5076               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5077
5078               record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5079                           not_every_iteration, maybe_multiple);
5080               REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
5081             }
5082           else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
5083             REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
5084         }
5085     }
5086   return p;
5087 }
5088 \f
5089 /* Record all givs calculated in the insn.  
5090    A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
5091    biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
5092 static rtx
5093 check_insn_for_givs (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple)
5094      struct loop *loop;
5095      rtx p;
5096      int not_every_iteration;
5097      int maybe_multiple;
5098 {
5099   rtx set;
5100   /* Look for a general induction variable in a register.  */
5101   if (GET_CODE (p) == INSN
5102       && (set = single_set (p))
5103       && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5104       && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
5105     {
5106       rtx src_reg;
5107       rtx dest_reg;
5108       rtx add_val;
5109       rtx mult_val;
5110       int benefit;
5111       rtx regnote = 0;
5112       rtx last_consec_insn;
5113
5114       dest_reg = SET_DEST (set);
5115       if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
5116         return p;
5117
5118       if (/* SET_SRC is a giv.  */
5119           (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
5120                                   &mult_val, 0, &benefit, VOIDmode)
5121            /* Equivalent expression is a giv.  */
5122            || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
5123                && general_induction_var (loop, XEXP (regnote, 0), &src_reg,
5124                                          &add_val, &mult_val, 0,
5125                                          &benefit, VOIDmode)))
5126           /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
5127              We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
5128           && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
5129           /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
5130           && dest_reg != src_reg
5131           /* This must be the only place where the register is set.  */
5132           && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
5133               /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
5134               || (benefit = consec_sets_giv (loop, benefit, p,
5135                                              src_reg, dest_reg,
5136                                              &add_val, &mult_val,
5137                                              &last_consec_insn))))
5138         {
5139           struct induction *v
5140             = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5141
5142           /* If this is a library call, increase benefit.  */
5143           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
5144             benefit += libcall_benefit (p);
5145
5146           /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
5147           if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
5148             p = last_consec_insn;
5149
5150           record_giv (loop, v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val,
5151                       benefit, DEST_REG, not_every_iteration,
5152                       maybe_multiple, NULL_PTR);
5153
5154         }
5155     }
5156
5157 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
5158   /* Look for givs which are memory addresses.  */
5159   /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
5160      still does.  */
5161   if (GET_CODE (p) == INSN)
5162     find_mem_givs (loop, PATTERN (p), p, not_every_iteration,
5163                    maybe_multiple);
5164 #endif
5165
5166   /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
5167      change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
5168   if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5169     || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
5170     update_giv_derive (loop, p);
5171   return p;
5172 }
5173 \f
5174 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5175    compared against in an initial test).
5176
5177    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5178    the current insn and the start of the loop.
5179
5180    INSN is the insn containing X.  */
5181
5182 static int
5183 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5184      rtx x;
5185      rtx insn;
5186      int call_seen;
5187      rtx loop_start;
5188 {
5189   if (CONSTANT_P (x))
5190     return 1;
5191
5192   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5193      we know.  */
5194   if (GET_CODE (x) != REG
5195       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5196     return 0;
5197
5198   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5199      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5200   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5201       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5202           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5203     return 0;
5204
5205   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5206      loop.  */
5207   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5208     return 0;
5209
5210   return 1;
5211 }
5212 \f
5213 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5214    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5215    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5216    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
5217    more thanonce in each loop iteration.  */
5218
5219 static void
5220 find_mem_givs (loop, x, insn, not_every_iteration, maybe_multiple)
5221      const struct loop *loop;
5222      rtx x;
5223      rtx insn;
5224      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5225 {
5226   register int i, j;
5227   register enum rtx_code code;
5228   register const char *fmt;
5229
5230   if (x == 0)
5231     return;
5232
5233   code = GET_CODE (x);
5234   switch (code)
5235     {
5236     case REG:
5237     case CONST_INT:
5238     case CONST:
5239     case CONST_DOUBLE:
5240     case SYMBOL_REF:
5241     case LABEL_REF:
5242     case PC:
5243     case CC0:
5244     case ADDR_VEC:
5245     case ADDR_DIFF_VEC:
5246     case USE:
5247     case CLOBBER:
5248       return;
5249
5250     case MEM:
5251       {
5252         rtx src_reg;
5253         rtx add_val;
5254         rtx mult_val;
5255         int benefit;
5256
5257         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5258            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when 
5259            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5260            this one would not be seen.   */
5261
5262         if (general_induction_var (loop, XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5263                                    &mult_val, 1, &benefit, GET_MODE (x)))
5264           {
5265             /* Found one; record it.  */
5266             struct induction *v
5267               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5268
5269             record_giv (loop, v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5270                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5271                         maybe_multiple, &XEXP (x, 0));
5272
5273             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5274           }
5275       }
5276       return;
5277
5278     default:
5279       break;
5280     }
5281
5282   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5283
5284   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5285   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5286     if (fmt[i] == 'e')
5287       find_mem_givs (loop, XEXP (x, i), insn, not_every_iteration,
5288                      maybe_multiple);
5289     else if (fmt[i] == 'E')
5290       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5291         find_mem_givs (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5292                        maybe_multiple);
5293 }
5294 \f
5295 /* Fill in the data about one biv update.
5296    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5297    allocated by the caller, with alloca.)
5298    INSN is the insn that sets it.
5299    DEST_REG is the biv's reg.
5300
5301    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5302    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5303    being set to INC_VAL.
5304
5305    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5306    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5307    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5308    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5309    executed exactly once per iteration.  */
5310
5311 static void
5312 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5313             not_every_iteration, maybe_multiple)
5314      struct induction *v;
5315      rtx insn;
5316      rtx dest_reg;
5317      rtx inc_val;
5318      rtx mult_val;
5319      rtx *location;
5320      int not_every_iteration;
5321      int maybe_multiple;
5322 {
5323   struct iv_class *bl;
5324
5325   v->insn = insn;
5326   v->src_reg = dest_reg;
5327   v->dest_reg = dest_reg;
5328   v->mult_val = mult_val;
5329   v->add_val = inc_val;
5330   v->location = location;
5331   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5332   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5333   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5334   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5335
5336   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5337      if this is the first incrementation of the reg.  */
5338
5339   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5340   if (bl == 0)
5341     {
5342       /* Create and initialize new iv_class.  */
5343
5344       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5345
5346       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5347       bl->biv = 0;
5348       bl->giv = 0;
5349       bl->biv_count = 0;
5350       bl->giv_count = 0;
5351
5352       /* Set initial value to the reg itself.  */
5353       bl->initial_value = dest_reg;
5354       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5355       bl->init_insn = 0;
5356       bl->init_set = 0;
5357       bl->initial_test = 0;
5358       bl->incremented = 0;
5359       bl->eliminable = 0;
5360       bl->nonneg = 0;
5361       bl->reversed = 0;
5362       bl->total_benefit = 0;
5363
5364       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5365       bl->next = loop_iv_list;
5366       loop_iv_list = bl;
5367
5368       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5369       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5370     }
5371
5372   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5373   v->next_iv = bl->biv;
5374   bl->biv = v;
5375   bl->biv_count++;
5376   if (mult_val == const1_rtx)
5377     bl->incremented = 1;
5378
5379   if (loop_dump_stream)
5380     {
5381       fprintf (loop_dump_stream,
5382                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5383                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5384       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5385         {
5386           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5387           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5388           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5389         }
5390       else
5391         {
5392           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5393           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5394           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5395         }
5396     }
5397 }
5398 \f
5399 /* Fill in the data about one giv.
5400    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5401    allocated by the caller, with alloca.)
5402    INSN is the insn that sets it.
5403    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5404    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5405    into a register or is used as a memory address.
5406
5407    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5408    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5409    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5410    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5411
5412 static void
5413 record_giv (loop, v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5414             type, not_every_iteration, maybe_multiple, location)
5415      const struct loop *loop;
5416      struct induction *v;
5417      rtx insn;
5418      rtx src_reg;
5419      rtx dest_reg;
5420      rtx mult_val, add_val;
5421      int benefit;
5422      enum g_types type;
5423      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5424      rtx *location;
5425 {
5426   struct induction *b;
5427   struct iv_class *bl;
5428   rtx set = single_set (insn);
5429   rtx temp;
5430
5431   /* Attempt to prove constantness of the values.  */
5432   temp = simplify_rtx (add_val);
5433   if (temp)
5434     add_val = temp;
5435
5436   v->insn = insn;
5437   v->src_reg = src_reg;
5438   v->giv_type = type;
5439   v->dest_reg = dest_reg;
5440   v->mult_val = mult_val;
5441   v->add_val = add_val;
5442   v->benefit = benefit;
5443   v->location = location;
5444   v->cant_derive = 0;
5445   v->combined_with = 0;
5446   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5447   v->maybe_dead = 0;
5448   v->derive_adjustment = 0;
5449   v->same = 0;
5450   v->ignore = 0;
5451   v->new_reg = 0;
5452   v->final_value = 0;
5453   v->same_insn = 0;
5454   v->auto_inc_opt = 0;
5455   v->unrolled = 0;
5456   v->shared = 0;
5457   v->derived_from = 0;
5458   v->last_use = 0;
5459
5460   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5461      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5462      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5463      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5464      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5465      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5466      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5467
5468   if (type == DEST_ADDR)
5469     v->always_computable = 1;
5470   else
5471     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5472
5473   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5474
5475   if (type == DEST_ADDR)
5476     {
5477       v->mode = GET_MODE (*location);
5478       v->lifetime = 1;
5479     }
5480   else /* type == DEST_REG */
5481     {
5482       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5483
5484       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5485                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5486
5487       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5488          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5489          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5490       if (v->lifetime == 0)
5491         v->ignore = 1;
5492
5493       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5494       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5495     }
5496
5497   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5498
5499   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5500   if (bl)
5501     {
5502       v->next_iv = bl->giv;
5503       bl->giv = v;
5504       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5505          insns that calculate givs.  */
5506       if (type == DEST_REG)
5507         bl->giv_count++;
5508       bl->total_benefit += benefit;
5509     }
5510   else
5511     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5512     abort ();
5513
5514   if (type == DEST_ADDR)
5515     v->replaceable = 1;
5516   else
5517     {
5518       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5519          of the following conditions are true:
5520          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5521            on which the giv is used at all
5522            (there are two ways to deduce this:
5523             either the insn is executed on every iteration,
5524             or all uses follow that insn in the same basic block),
5525          - the giv is not used outside the loop
5526          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5527
5528       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5529           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5530           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] 
5531           < INSN_LUID (loop->end)
5532           && (! not_every_iteration
5533               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5534         {
5535           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5536              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5537
5538           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5539              and last use of the giv.
5540              
5541              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5542              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5543              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5544              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5545              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5546              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5547              using this biv anyways.  */
5548
5549           v->replaceable = 1;
5550           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5551             {
5552               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5553                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5554                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5555                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5556                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5557                 {
5558                   v->replaceable = 0;
5559                   v->not_replaceable = 1;
5560                   break;
5561                 }
5562             }
5563
5564           /* If there are any backwards branches that go from after the
5565              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5566           if (v->replaceable)
5567             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5568               if (back_branch_in_range_p (loop, b->insn))
5569                 {
5570                   v->replaceable = 0;
5571                   v->not_replaceable = 1;
5572                   break;
5573                 }
5574         }
5575       else
5576         {
5577           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5578              decide.  */
5579           v->replaceable = 0;
5580           v->not_replaceable = 0;
5581         }
5582     }
5583
5584   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5585      combine_givs.  */
5586   {
5587     rtx tem = add_val;
5588
5589     v->no_const_addval = 1;
5590     if (tem == const0_rtx)
5591       ;
5592     else if (CONSTANT_P (add_val))
5593       v->no_const_addval = 0;
5594     if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5595       {
5596         while (1)
5597           {
5598             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5599               tem = XEXP (tem, 0);
5600             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5601               tem = XEXP (tem, 1);
5602             else
5603               break;
5604           }
5605         if (CONSTANT_P (XEXP (tem, 1)))
5606           v->no_const_addval = 0;
5607       }
5608   }
5609
5610   if (loop_dump_stream)
5611     {
5612       if (type == DEST_REG)
5613         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5614                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5615       else
5616         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5617                  INSN_UID (insn));
5618
5619       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5620                REGNO (src_reg), v->benefit);
5621       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5622                v->lifetime);
5623
5624       if (v->replaceable)
5625         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5626
5627       if (v->no_const_addval)
5628         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5629
5630       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5631         {
5632           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5633           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5634         }
5635       else
5636         {
5637           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5638           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5639         }
5640
5641       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5642         {
5643           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5644           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5645         }
5646       else
5647         {
5648           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5649           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5650         }
5651     }
5652
5653   if (loop_dump_stream)
5654     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5655
5656 }
5657
5658
5659 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5660    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5661    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5662    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5663    have been identified.  */
5664
5665 static void
5666 check_final_value (loop, v)
5667      const struct loop *loop;
5668      struct induction *v;
5669 {
5670   struct iv_class *bl;
5671   rtx final_value = 0;
5672
5673   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5674
5675   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5676      replaceable above in record_giv.  */
5677
5678   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5679      of the following conditions are true:
5680      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5681        on which the giv is used at all
5682        (there are two ways to deduce this:
5683         either the insn is executed on every iteration,
5684         or all uses follow that insn in the same basic block),
5685      - its final value can be calculated (this condition is different
5686        than the one above in record_giv)
5687      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5688
5689 #if 0
5690   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5691   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5692   v->replaceable = 0;
5693 #endif
5694
5695   if ((final_value = final_giv_value (loop, v))
5696       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5697     {
5698       int biv_increment_seen = 0;
5699       rtx p = v->insn;
5700       rtx last_giv_use;
5701
5702       v->replaceable = 1;
5703
5704       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5705          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5706          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5707          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5708
5709       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5710          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5711          that sets the giv, and search around the loop until we come
5712          back to that insn again.
5713
5714          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5715          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5716          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5717          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5718          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5719          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5720          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5721
5722       last_giv_use = v->insn;
5723
5724       while (1)
5725         {
5726           p = NEXT_INSN (p);
5727           if (p == loop->end)
5728             p = NEXT_INSN (loop->start);
5729           if (p == v->insn)
5730             break;
5731
5732           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5733               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5734             {
5735               if (biv_increment_seen)
5736                 {
5737                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5738                     {
5739                       v->replaceable = 0;
5740                       v->not_replaceable = 1;
5741                       break;
5742                     }
5743                 }
5744               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5745                 biv_increment_seen = 1;
5746               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5747                 last_giv_use = p;
5748             }
5749         }
5750       
5751       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5752          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5753          replaceable.  */
5754
5755       if (v->replaceable)
5756         {
5757           p = v->insn;
5758           while (1)
5759             {
5760               p = NEXT_INSN (p);
5761               if (p == loop->end)
5762                 p = NEXT_INSN (loop->start);
5763               if (p == last_giv_use)
5764                 break;
5765
5766               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5767                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5768                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5769                        && loop_insn_first_p (loop->start, JUMP_LABEL (p)))
5770                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5771                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop->end))))
5772                 {
5773                   v->replaceable = 0;
5774                   v->not_replaceable = 1;
5775
5776                   if (loop_dump_stream)
5777                     fprintf (loop_dump_stream,
5778                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5779
5780                   break;
5781                 }
5782             }
5783         }
5784
5785       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5786       if (v->replaceable)
5787         v->final_value = final_value;
5788     }
5789
5790   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5791     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5792              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5793 }
5794 \f
5795 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5796
5797    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5798    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5799    another giv.
5800
5801    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5802    derive another giv once a label has been passed.
5803
5804    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5805
5806 static void
5807 update_giv_derive (loop, p)
5808      const  struct loop *loop;
5809      rtx p;
5810 {
5811   struct iv_class *bl;
5812   struct induction *biv, *giv;
5813   rtx tem;
5814   int dummy;
5815
5816   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5817
5818      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5819      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5820      derive any givs after a label is passed.
5821
5822      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5823      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5824      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5825      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5826      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5827      sub-cases within this case.
5828
5829      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5830      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5831      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5832      this extra tracking doesn't seem worth it).
5833
5834      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5835      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5836      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5837      on the jump again here.
5838
5839      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5840      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5841      the giv cannot derive further givs.  */
5842
5843   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5844     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5845       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5846           || biv->insn == p)
5847         {
5848           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5849             {
5850               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5851                  checking all of these conditions again.  */
5852               if (giv->cant_derive)
5853                 continue;
5854
5855               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5856                  it cannot derive anything.  */
5857               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5858                 giv->cant_derive = 1;
5859
5860               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5861                  they are really invariants.  Also skip those that are
5862                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5863                  any biv update.  */
5864               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5865                 continue;
5866
5867               /* The only way we can allow this giv to derive another
5868                  is if this is a biv increment and we can form the product
5869                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5870                  be able to compute a compensation.  */
5871               else if (biv->insn == p)
5872                 {
5873                   tem = 0;
5874
5875                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5876                     tem = simplify_giv_expr (loop,
5877                                              gen_rtx_MULT (giv->mode,
5878                                                            biv->add_val,
5879                                                            giv->mult_val),
5880                                              &dummy);
5881
5882                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5883                     tem = simplify_giv_expr
5884                       (loop,
5885                        gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
5886                        &dummy);
5887
5888                   if (tem)
5889                     giv->derive_adjustment = tem;
5890                   else
5891                     giv->cant_derive = 1;
5892                 }
5893               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5894                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5895                 giv->cant_derive = 1;
5896             }
5897         }
5898 }
5899 \f
5900 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5901    X is the source of insn P, or a part of it.
5902    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5903
5904    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5905    We accept patterns of these forms:
5906      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5907      REG = INVARIANT + REG
5908
5909    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5910    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5911    we found the additive term into *LOCATION.
5912
5913    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5914    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5915
5916    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5917    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5918    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5919    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5920    into the variable.
5921
5922    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5923    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5924    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5925    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5926
5927    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5928    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5929    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5930    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since 
5931    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5932    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5933    not ZERO_EXTEND.
5934
5935    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5936
5937 static int
5938 basic_induction_var (loop, x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5939      const struct loop *loop;
5940      register rtx x;
5941      enum machine_mode mode;
5942      rtx dest_reg;
5943      rtx p;
5944      rtx *inc_val;
5945      rtx *mult_val;
5946      rtx **location;
5947 {
5948   register enum rtx_code code;
5949   rtx *argp, arg;
5950   rtx insn, set = 0;
5951
5952   code = GET_CODE (x);
5953   *location = NULL;
5954   switch (code)
5955     {
5956     case PLUS:
5957       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5958           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5959               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5960               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5961         {
5962           argp = &XEXP (x, 1);
5963         }
5964       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5965                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5966                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5967                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5968         {
5969           argp = &XEXP (x, 0);
5970         }
5971       else
5972         return 0;
5973
5974       arg = *argp;
5975       if (loop_invariant_p (loop, arg) != 1)
5976         return 0;
5977
5978       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5979       *mult_val = const1_rtx;
5980       *location = argp;
5981       return 1;
5982
5983     case SUBREG:
5984       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5985          value.  */
5986       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5987         return basic_induction_var (loop, SUBREG_REG (x),
5988                                     GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5989                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5990       return 0;
5991
5992     case REG:
5993       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5994          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5995
5996       /* If this sets a register to itself, we would repeat any previous
5997          biv increment if we applied this strategy blindly.  */
5998       if (rtx_equal_p (dest_reg, x))
5999         return 0;
6000
6001       insn = p;
6002       while (1)
6003         {
6004           do {
6005             insn = PREV_INSN (insn);
6006           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6007                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6008
6009           if (!insn)
6010             break;
6011           set = single_set (insn);
6012           if (set == 0)
6013             break;
6014
6015           if ((SET_DEST (set) == x
6016                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
6017                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
6018                        <= UNITS_PER_WORD)
6019                    && (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (set)))
6020                        == MODE_INT)
6021                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
6022               && basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
6023                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
6024                                        ? GET_MODE (x)
6025                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
6026                                       dest_reg, insn,
6027                                       inc_val, mult_val, location))
6028             return 1;
6029         }
6030       /* ... fall through ...  */
6031
6032       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
6033          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
6034          as a biv of the outer loop,
6035          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
6036     case MEM:
6037       if (loop_invariant_p (loop, x) != 1)
6038         return 0;
6039     case CONST_INT:
6040     case SYMBOL_REF:
6041     case CONST:
6042       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
6043          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
6044          would be a useful iterator anyways.  */
6045       if (loop->level == 1
6046           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
6047           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
6048         {
6049           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
6050           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
6051           *mult_val = const0_rtx;
6052           return 1;
6053         }
6054       else
6055         return 0;
6056
6057     case SIGN_EXTEND:
6058       return basic_induction_var (loop, XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6059                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
6060
6061     case ASHIFTRT:
6062       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
6063       for (insn = PREV_INSN (p);
6064            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6065             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6066            insn = PREV_INSN (insn))
6067         ;
6068
6069       if (insn)
6070         set = single_set (insn);
6071
6072       if (! rtx_equal_p (dest_reg, XEXP (x, 0))
6073           && set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
6074           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
6075           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
6076           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
6077           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
6078         return basic_induction_var (loop, XEXP (SET_SRC (set), 0),
6079                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6080                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
6081                                     location);
6082       return 0;
6083
6084     default:
6085       return 0;
6086     }
6087 }
6088 \f
6089 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
6090    function   of a basic induction variable,
6091    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
6092    The coefficients can be any loop invariant quantity.
6093    A giv need not be computed directly from the biv;
6094    it can be computed by way of other givs.  */
6095
6096 /* Determine whether X computes a giv.
6097    If it does, return a nonzero value
6098      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6099    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6100    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6101      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6102
6103 static int
6104 general_induction_var (loop, x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr,
6105                        pbenefit, addr_mode)
6106      const struct loop *loop;
6107      rtx x;
6108      rtx *src_reg;
6109      rtx *add_val;
6110      rtx *mult_val;
6111      int is_addr;
6112      int *pbenefit;
6113      enum machine_mode addr_mode;
6114 {
6115   rtx orig_x = x;
6116   char *storage;
6117
6118   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6119   if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6120     return 0;
6121
6122   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6123      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6124   storage = (char *) oballoc (0);
6125   *pbenefit = 0;
6126   x = simplify_giv_expr (loop, x, pbenefit);
6127   if (x == 0)
6128     {
6129       obfree (storage);
6130       return 0;
6131     }
6132
6133   switch (GET_CODE (x))
6134     {
6135     case USE:
6136     case CONST_INT:
6137       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6138          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6139          with.  */
6140       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6141       *mult_val = const0_rtx;
6142       *add_val = x;
6143       break;
6144
6145     case REG:
6146       /* This is equivalent to a BIV.  */
6147       *src_reg = x;
6148       *mult_val = const1_rtx;
6149       *add_val = const0_rtx;
6150       break;
6151
6152     case PLUS:
6153       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6154          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6155       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6156         {
6157           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6158           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6159         }
6160       else
6161         {
6162           *src_reg = XEXP (x, 0);
6163           *mult_val = const1_rtx;
6164         }
6165       *add_val = XEXP (x, 1);
6166       break;
6167
6168     case MULT:
6169       /* ADD_VAL is zero.  */
6170       *src_reg = XEXP (x, 0);
6171       *mult_val = XEXP (x, 1);
6172       *add_val = const0_rtx;
6173       break;
6174
6175     default:
6176       abort ();
6177     }
6178
6179   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6180      unless they are CONST_INT).  */
6181   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6182     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6183   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6184     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6185
6186   if (is_addr)
6187     *pbenefit += address_cost (orig_x, addr_mode) - reg_address_cost;
6188   else
6189     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6190
6191   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6192      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination  
6193      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */                
6194   return 1;                                                             
6195 }
6196 \f
6197 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6198    We will canonicalize it to be of the form
6199         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6200               (invar_2))
6201    with possible degeneracies.
6202
6203    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6204    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6205    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6206    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6207
6208    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6209    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6210    returns 0.
6211
6212    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6213    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
6214
6215    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6216
6217 static rtx sge_plus PARAMS ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6218 static rtx sge_plus_constant PARAMS ((rtx, rtx));
6219 static int cmp_combine_givs_stats PARAMS ((const PTR, const PTR));
6220 static int cmp_recombine_givs_stats PARAMS ((const PTR, const PTR));
6221
6222 static rtx
6223 simplify_giv_expr (loop, x, benefit)
6224      const struct loop *loop;
6225      rtx x;
6226      int *benefit;
6227 {
6228   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6229   rtx arg0, arg1;
6230   rtx tem;
6231
6232   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6233      mode, this can't be a giv.  */
6234   if (mode != VOIDmode
6235       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6236           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6237     return NULL_RTX;
6238
6239   switch (GET_CODE (x))
6240     {
6241     case PLUS:
6242       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), benefit);
6243       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), benefit);
6244       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6245         return NULL_RTX;
6246
6247       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6248       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6249            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6250           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6251                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6252                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6253         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6254
6255       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6256       if (arg1 == const0_rtx)
6257         return arg0;
6258       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6259         switch (GET_CODE (arg0))
6260           {
6261           case CONST_INT:
6262           case USE:
6263             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6264                addition operation inside a USE and return it.  */
6265             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6266               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6267             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6268               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6269
6270             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6271               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6272             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6273               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6274             else
6275               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6276
6277             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6278               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6279             return tem;
6280
6281           case REG:
6282           case MULT:
6283             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6284             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6285
6286           case PLUS:
6287             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6288             return
6289               simplify_giv_expr (loop,
6290                                  gen_rtx_PLUS (mode,
6291                                                XEXP (arg0, 0),
6292                                                gen_rtx_PLUS (mode,
6293                                                              XEXP (arg0, 1),
6294                                                              arg1)),
6295                                  benefit);
6296
6297           default:
6298             abort ();
6299           }
6300
6301       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6302          MULT to reduce cases.  */
6303       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6304         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6305       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6306         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6307
6308       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6309          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6310          Recurse to associate the second PLUS.  */
6311       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6312         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6313
6314       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6315           return
6316             simplify_giv_expr (loop,
6317                                gen_rtx_PLUS (mode,
6318                                              gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6319                                                            XEXP (arg1, 0)),
6320                                              XEXP (arg1, 1)),
6321                                benefit);
6322
6323       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6324       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6325         return NULL_RTX;
6326
6327       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6328         return NULL_RTX;
6329
6330       return simplify_giv_expr (loop,
6331                                 gen_rtx_MULT (mode,
6332                                               XEXP (arg0, 0),
6333                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6334                                                             XEXP (arg0, 1),
6335                                                             XEXP (arg1, 1))),
6336                                 benefit);
6337
6338     case MINUS:
6339       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6340       return simplify_giv_expr (loop,
6341                                 gen_rtx_PLUS (mode,
6342                                               XEXP (x, 0),
6343                                               gen_rtx_MULT (mode,
6344                                                             XEXP (x, 1),
6345                                                             constm1_rtx)),
6346                                 benefit);
6347
6348     case MULT:
6349       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), benefit);
6350       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), benefit);
6351       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6352         return NULL_RTX;
6353
6354       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6355       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6356           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6357         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6358
6359       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6360       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6361         return NULL_RTX;
6362
6363       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6364       if (arg1 == const0_rtx)
6365         return const0_rtx;
6366
6367       else if (arg1 == const1_rtx)
6368         return arg0;
6369
6370       switch (GET_CODE (arg0))
6371         {
6372         case REG:
6373           /* biv * invar.  Done.  */
6374           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6375
6376         case CONST_INT:
6377           /* Product of two constants.  */
6378           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6379
6380         case USE:
6381           /* invar * invar is a giv, but attempt to simplify it somehow.  */
6382           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6383             return NULL_RTX;
6384
6385           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6386           if (GET_CODE (arg0) == MULT)
6387             {
6388               /* (invar_0 * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6389               return simplify_giv_expr (loop,
6390                                         gen_rtx_MULT (mode,
6391                                                       XEXP (arg0, 0),
6392                                                       gen_rtx_MULT (mode,
6393                                                                     XEXP (arg0,
6394                                                                           1),
6395                                                                     arg1)),
6396                                         benefit);
6397             }
6398           /* Porpagate the MULT expressions to the intermost nodes.  */
6399           else if (GET_CODE (arg0) == PLUS)
6400             {
6401               /* (invar_0 + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6402               return simplify_giv_expr (loop,
6403                                         gen_rtx_PLUS (mode,
6404                                                       gen_rtx_MULT (mode,
6405                                                                     XEXP (arg0,
6406                                                                           0),
6407                                                                     arg1),
6408                                                       gen_rtx_MULT (mode,
6409                                                                     XEXP (arg0,
6410                                                                           1),
6411                                                                     arg1)),
6412                                         benefit);
6413             }
6414           return gen_rtx_USE (mode, gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1));
6415
6416         case MULT:
6417           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6418           return simplify_giv_expr (loop,
6419                                     gen_rtx_MULT (mode,
6420                                                   XEXP (arg0, 0),
6421                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6422                                                                 XEXP (arg0, 1),
6423                                                                 arg1)),
6424                                     benefit);
6425
6426         case PLUS:
6427           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6428           return simplify_giv_expr (loop,
6429                                     gen_rtx_PLUS (mode,
6430                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6431                                                                 XEXP (arg0, 0),
6432                                                                 arg1),
6433                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6434                                                                 XEXP (arg0, 1),
6435                                                                 arg1)),
6436                                     benefit);
6437
6438         default:
6439           abort ();
6440         }
6441
6442     case ASHIFT:
6443       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6444       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6445         return 0;
6446
6447       return
6448         simplify_giv_expr (loop,
6449                            gen_rtx_MULT (mode,
6450                                          XEXP (x, 0),
6451                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6452                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6453                            benefit);
6454
6455     case NEG:
6456       /* "-a" is "a * (-1)" */
6457       return simplify_giv_expr (loop,
6458                                 gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6459                                 benefit);
6460
6461     case NOT:
6462       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6463       return simplify_giv_expr (loop,
6464                                 gen_rtx_MINUS (mode,
6465                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6466                                                const1_rtx),
6467                                 benefit);
6468
6469     case USE:
6470       /* Already in proper form for invariant.  */
6471       return x;
6472
6473     case REG:
6474       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6475       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6476         return 0;
6477
6478       /* Check for biv or giv.  */
6479       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6480         {
6481         case BASIC_INDUCT:
6482           return x;
6483         case GENERAL_INDUCT:
6484           {
6485             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6486
6487             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6488                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6489             *benefit += v->benefit;
6490             if (v->cant_derive)
6491               return 0;
6492
6493             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
6494                                                     v->src_reg, v->mult_val),
6495                                 v->add_val);
6496
6497             if (v->derive_adjustment)
6498               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6499             return simplify_giv_expr (loop, tem, benefit);
6500           }
6501
6502         default:
6503           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6504              may be able to simplify things further by looking through
6505              the bits we just moved outside the loop.  */
6506           if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6507             {
6508               struct movable *m;
6509
6510               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6511                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6512                   {
6513                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6514
6515                     /* If we match another movable, we must use that, as 
6516                        this one is going away.  */
6517                     if (m->match)
6518                       return simplify_giv_expr (loop, m->match->set_dest, 
6519                                                 benefit);
6520
6521                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6522                        instructions that were moved together.  We handle this
6523                        case only to the point of seeking to the last insn and
6524                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6525                     if (m->consec != 0)
6526                       {
6527                         int i = m->consec;
6528                         tem = m->insn;
6529                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6530
6531                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6532                         if (tem)
6533                           tem = XEXP (tem, 0);
6534                       }
6535                     else
6536                       {
6537                         tem = single_set (m->insn);
6538                         if (tem)
6539                           tem = SET_SRC (tem);
6540                       }
6541
6542                     if (tem)
6543                       {
6544                         /* What we are most interested in is pointer
6545                            arithmetic on invariants -- only take
6546                            patterns we may be able to do something with.  */
6547                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6548                             || GET_CODE (tem) == MULT
6549                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6550                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6551                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6552                           {
6553                             tem = simplify_giv_expr (loop, tem, benefit);
6554                             if (tem)
6555                               return tem;
6556                           }
6557                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6558                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6559                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6560                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6561                           {
6562                             tem = simplify_giv_expr (loop, XEXP (tem, 0),
6563                                                      benefit);
6564                             if (tem)
6565                               return tem;
6566                           }
6567                       }
6568                     break;
6569                   }
6570             }
6571           break;
6572         }
6573
6574       /* Fall through to general case.  */
6575     default:
6576       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6577          Otherwise, not giv.  */
6578       if (GET_CODE (x) == USE)
6579         x = XEXP (x, 0);
6580
6581       if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6582         {
6583           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6584             return x;
6585           if (GET_CODE (x) == CONST
6586               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6587               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6588               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6589             x = XEXP (x, 0);
6590           return gen_rtx_USE (mode, x);
6591         }
6592       else
6593         return 0;
6594     }
6595 }
6596
6597 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6598    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6599
6600 static rtx
6601 sge_plus_constant (x, c)
6602      rtx x, c;
6603 {
6604   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6605     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6606   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6607     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6608   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6609     {
6610       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6611                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6612     }
6613   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6614            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6615     {
6616       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6617                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6618     }
6619   else
6620     {
6621       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6622                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6623     }
6624 }
6625
6626 static rtx
6627 sge_plus (mode, x, y)
6628      enum machine_mode mode;
6629      rtx x, y;
6630 {
6631   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6632     {
6633       rtx a = XEXP (y, 0);
6634       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6635         x = sge_plus_constant (x, a);
6636       else
6637         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6638       y = XEXP (y, 1);
6639     }
6640   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6641     x = sge_plus_constant (x, y);
6642   else
6643     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6644   return x;
6645 }
6646 \f
6647 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6648    for example,
6649       giv = biv * M
6650       giv = giv + A
6651    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6652    we check that all other insns that set the same register follow
6653    immediately after P, that they alter nothing else,
6654    and that the result of the last is still a giv.
6655
6656    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6657    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6658    all the consecutive insns that compute the value.
6659
6660    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6661    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6662
6663    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6664    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6665
6666 static int
6667 consec_sets_giv (loop, first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6668                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6669      const struct loop *loop;
6670      int first_benefit;
6671      rtx p;
6672      rtx src_reg;
6673      rtx dest_reg;
6674      rtx *add_val;
6675      rtx *mult_val;
6676      rtx *last_consec_insn;
6677 {
6678   int count;
6679   enum rtx_code code;
6680   int benefit;
6681   rtx temp;
6682   rtx set;
6683
6684   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6685      each insn of the multi-insn sequence. 
6686
6687      This induction structure will be used only by the call to
6688      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6689      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6690      a new induction structure.  */
6691   struct induction *v
6692     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6693   v->src_reg = src_reg;
6694   v->mult_val = *mult_val;
6695   v->add_val = *add_val;
6696   v->benefit = first_benefit;
6697   v->cant_derive = 0;
6698   v->derive_adjustment = 0;
6699
6700   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6701   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6702
6703   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6704
6705   while (count > 0)
6706     {
6707       p = NEXT_INSN (p);
6708       code = GET_CODE (p);
6709
6710       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6711       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6712         p = XEXP (temp, 0);
6713
6714       if (code == INSN
6715           && (set = single_set (p))
6716           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6717           && SET_DEST (set) == dest_reg
6718           && (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg,
6719                                      add_val, mult_val, 0, &benefit, VOIDmode)
6720               /* Giv created by equivalent expression.  */
6721               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6722                   && general_induction_var (loop, XEXP (temp, 0), &src_reg,
6723                                             add_val, mult_val, 0, &benefit,
6724                                             VOIDmode)))
6725           && src_reg == v->src_reg)
6726         {
6727           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6728             benefit += libcall_benefit (p);
6729
6730           count--;
6731           v->mult_val = *mult_val;
6732           v->add_val = *add_val;
6733           v->benefit = benefit;
6734         }
6735       else if (code != NOTE)
6736         {
6737           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6738              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6739              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6740           if (code == INSN
6741               && (set = single_set (p))
6742               && SET_DEST (set) != dest_reg
6743               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6744             continue;
6745
6746           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6747           return 0;
6748         }
6749     }
6750
6751   *last_consec_insn = p;
6752   return v->benefit;
6753 }
6754 \f
6755 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6756    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6757    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
6758
6759    To perform the computation, we note that
6760         G1 = x * v + a          and
6761         G2 = y * v + b
6762    where `v' is the biv.
6763
6764    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6765
6766    Note that MULT = y/x.
6767
6768    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6769    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6770    subtracting variables.  */
6771
6772 static rtx
6773 express_from_1 (a, b, mult)
6774      rtx a, b, mult;
6775 {
6776   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6777
6778   if (mult == const0_rtx)
6779     return b;
6780
6781   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6782      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6783      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6784      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6785
6786   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6787     return NULL_RTX;
6788
6789   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6790      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6791      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6792      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6793      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6794
6795   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6796     {
6797       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6798
6799       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6800       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6801         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6802
6803       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6804       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6805         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6806
6807       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6808         /* We matched: remove one reg completely.  */
6809         a = oa, b = ob;
6810       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6811         /* An alternate match.  */
6812         a = oa, b = rb;
6813       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6814         /* An alternate match.  */
6815         a = ra, b = ob;
6816       else
6817         {
6818           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and 
6819              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6820           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6821           if (ob == NULL_RTX)
6822             return NULL_RTX;
6823           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6824         }
6825     }
6826
6827   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6828      get rid of everything but a constant.  */
6829
6830   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6831     {
6832       rtx ra, oa;
6833
6834       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6835       if (rtx_equal_p (oa, b))
6836         oa = ra;
6837       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6838         return NULL_RTX;
6839
6840       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6841         return NULL_RTX;
6842
6843       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6844     }
6845   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6846     {
6847       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6848     }
6849   else if (CONSTANT_P (a))
6850     {
6851       return simplify_gen_binary (MINUS, GET_MODE (b) != VOIDmode ? GET_MODE (b) : GET_MODE (a), const0_rtx, a);
6852     }
6853   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6854     {
6855       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6856         return XEXP (b, 1);
6857       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6858         return XEXP (b, 0);
6859       else
6860         return NULL_RTX;
6861     }
6862   else if (rtx_equal_p (a, b))
6863     return const0_rtx;
6864
6865   return NULL_RTX;
6866 }
6867
6868 rtx
6869 express_from (g1, g2)
6870      struct induction *g1, *g2;
6871 {
6872   rtx mult, add;
6873
6874   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6875      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6876      for notation) is also an integer.  */
6877   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6878       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6879     {
6880       if (g1->mult_val == const0_rtx
6881           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6882         return NULL_RTX;
6883       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6884     }
6885   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6886     mult = const1_rtx;
6887   else
6888     {
6889       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6890       return NULL_RTX;
6891     }
6892
6893   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6894   if (add == NULL_RTX)
6895     {
6896       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
6897          scale G1's addend and try again.  */
6898       if (INTVAL (mult) > 1)
6899         {
6900           rtx g1_add_val = g1->add_val;
6901           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
6902               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
6903             {
6904               HOST_WIDE_INT m;
6905               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
6906               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
6907                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
6908             }
6909           else
6910             {
6911               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
6912                                          mult);
6913             }
6914
6915           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
6916         }
6917     }
6918   if (add == NULL_RTX)
6919     return NULL_RTX;
6920
6921   /* Form simplified final result.  */
6922   if (mult == const0_rtx)
6923     return add;
6924   else if (mult == const1_rtx)
6925     mult = g1->dest_reg;
6926   else
6927     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6928
6929   if (add == const0_rtx)
6930     return mult;
6931   else
6932     {
6933       if (GET_CODE (add) == PLUS
6934           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6935         {
6936           rtx tem = XEXP (add, 1);
6937           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6938           add = tem;
6939         }
6940       
6941       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6942     }
6943   
6944 }
6945 \f
6946 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6947    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6948    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6949    used to represent G1.  */
6950
6951 static rtx
6952 combine_givs_p (g1, g2)
6953      struct induction *g1, *g2;
6954 {
6955   rtx tem = express_from (g1, g2);
6956
6957   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6958      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6959      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6960   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6961      combination to be the other way round.  */
6962   if (tem == g1->dest_reg
6963       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6964     {
6965       return g1->dest_reg;
6966     }
6967
6968   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6969      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6970      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6971   if (tem != NULL_RTX
6972       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6973       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6974       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6975          will always be a register, and so anything more complicated
6976          gets discarded.  */
6977 #if 0
6978 #ifdef ADDRESS_COST
6979       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6980 #else
6981       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6982 #endif
6983 #endif
6984       )
6985     {
6986       return tem;
6987     }
6988
6989   return NULL_RTX;
6990 }
6991 \f
6992 struct combine_givs_stats
6993 {
6994   int giv_number;
6995   int total_benefit;
6996 };
6997
6998 static int
6999 cmp_combine_givs_stats (xp, yp)
7000      const PTR xp;
7001      const PTR yp;
7002 {
7003   const struct combine_givs_stats * const x =
7004     (const struct combine_givs_stats *) xp;
7005   const struct combine_givs_stats * const y =
7006     (const struct combine_givs_stats *) yp;
7007   int d;
7008   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
7009   /* Stabilize the sort.  */
7010   if (!d)
7011     d = x->giv_number - y->giv_number;
7012   return d;
7013 }
7014
7015 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
7016    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
7017    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
7018    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
7019
7020 static void
7021 combine_givs (bl)
7022      struct iv_class *bl;
7023 {
7024   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
7025   const int extra_benefit = 3;
7026
7027   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
7028   int i, j, k, giv_count;
7029   struct combine_givs_stats *stats;
7030   rtx *can_combine;
7031
7032   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
7033   giv_count = 0;
7034   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7035     if (!g1->ignore)
7036       giv_count++;
7037
7038   giv_array
7039     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7040   i = 0;
7041   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7042     if (!g1->ignore)
7043       giv_array[i++] = g1;
7044
7045   stats = (struct combine_givs_stats *) xcalloc (giv_count, sizeof (*stats));
7046   can_combine = (rtx *) xcalloc (giv_count, giv_count * sizeof(rtx));
7047
7048   for (i = 0; i < giv_count; i++)
7049     {
7050       int this_benefit;
7051       rtx single_use;
7052
7053       g1 = giv_array[i];
7054       stats[i].giv_number = i;
7055
7056       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
7057          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
7058          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
7059          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with 
7060          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
7061          be seen elsewhere as well.  */
7062       if (g1->giv_type == DEST_REG
7063           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
7064           && single_use != const0_rtx)
7065         continue;
7066
7067       this_benefit = g1->benefit;
7068       /* Add an additional weight for zero addends.  */
7069       if (g1->no_const_addval)
7070         this_benefit += 1;
7071
7072       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7073         {
7074           rtx this_combine;
7075
7076           g2 = giv_array[j];
7077           if (g1 != g2
7078               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
7079             {
7080               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
7081               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
7082             }
7083         }
7084       stats[i].total_benefit = this_benefit;
7085     }
7086
7087   /* Iterate, combining until we can't.  */
7088 restart:
7089   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
7090
7091   if (loop_dump_stream)
7092     {
7093       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
7094       for (k = 0; k < giv_count; k++)
7095         {
7096           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
7097           if (!g1->combined_with && !g1->same)
7098             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}", 
7099                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
7100                      stats[k].total_benefit);
7101         }
7102       putc ('\n', loop_dump_stream);
7103     }
7104
7105   for (k = 0; k < giv_count; k++)
7106     {
7107       int g1_add_benefit = 0;
7108
7109       i = stats[k].giv_number;
7110       g1 = giv_array[i];
7111
7112       /* If it has already been combined, skip.  */
7113       if (g1->combined_with || g1->same)
7114         continue;
7115
7116       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7117         {
7118           g2 = giv_array[j];
7119           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
7120               /* If it has already been combined, skip.  */
7121               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
7122             {
7123               int l;
7124
7125               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
7126               g2->same = g1;
7127               g1->combined_with++;
7128               g1->lifetime += g2->lifetime;
7129
7130               g1_add_benefit += g2->benefit;
7131
7132               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
7133                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
7134                  longer be necessary.  */
7135               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
7136                 g1_add_benefit -= copy_cost;
7137                 
7138               /* To help optimize the next set of combinations, remove
7139                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
7140               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
7141                 {
7142                   int m = stats[l].giv_number;
7143                   if (can_combine[m*giv_count + j])
7144                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
7145                 }
7146
7147               if (loop_dump_stream)
7148                 fprintf (loop_dump_stream,
7149                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
7150                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
7151             }
7152         }
7153
7154       /* To help optimize the next set of combinations, remove
7155          this giv from the benefits of other potential mates.  */
7156       if (g1->combined_with)
7157         {
7158           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
7159             {
7160               int m = stats[j].giv_number;
7161               if (can_combine[m*giv_count + i])
7162                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7163             }
7164
7165           g1->benefit += g1_add_benefit;
7166
7167           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7168              Restart the combination so that proper weights for the 
7169              rest of the givs are properly taken into account.  */
7170           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7171              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7172              can_combine is tricky.  */
7173           goto restart;
7174         }
7175     }
7176
7177   /* Clean up.  */
7178   free (stats);
7179   free (can_combine);
7180 }
7181 \f
7182 struct recombine_givs_stats
7183 {
7184   int giv_number;
7185   int start_luid, end_luid;
7186 };
7187
7188 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7189    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7190    used in reverse.  */
7191 static int
7192 cmp_recombine_givs_stats (xp, yp)
7193      const PTR xp;
7194      const PTR yp;
7195 {
7196   const struct recombine_givs_stats * const x =
7197     (const struct recombine_givs_stats *) xp;
7198   const struct recombine_givs_stats * const y =
7199     (const struct recombine_givs_stats *) yp;
7200   int d;
7201   d = y->start_luid - x->start_luid;
7202   /* Stabilize the sort.  */
7203   if (!d)
7204     d = y->giv_number - x->giv_number;
7205   return d;
7206 }
7207
7208 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7209    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7210    yet to unlock the search for the end of its life.
7211    Only consider givs that belong to BIV.
7212    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7213 static int
7214 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7215      rtx x, insn, biv;
7216      struct recombine_givs_stats *stats;
7217 {
7218   enum rtx_code code;
7219   const char *fmt;
7220   int i, j;
7221   int retval;
7222
7223   code = GET_CODE (x);
7224   switch (code)
7225     {
7226     case SET:
7227       {
7228         rtx reg = SET_DEST (x);
7229         if (GET_CODE (reg) == REG)
7230           {
7231             int regno = REGNO (reg);
7232             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7233
7234             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7235                 && ! v->ignore
7236                 && v->src_reg == biv
7237                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7238               {
7239                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7240                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7241                    We must not predicate this code on a start_luid match
7242                    since that would make the test fail for givs that have
7243                    been hoisted out of inner loops.  */
7244                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7245                   {
7246                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7247                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7248                   }
7249                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7250                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7251               }
7252             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7253           }
7254         break;
7255       }
7256     case REG:
7257       {
7258         int regno = REGNO (x);
7259         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7260
7261         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7262             && ! v->ignore
7263             && v->src_reg == biv
7264             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7265           {
7266             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7267               insn = NEXT_INSN (insn);
7268             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7269             return 1;
7270           }
7271         return 0;
7272       }
7273     case LABEL_REF:
7274     case CONST_DOUBLE:
7275     case CONST_INT:
7276     case CONST:
7277       return 0;
7278     default:
7279       break;
7280     }
7281   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7282   retval = 0;
7283   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7284     {
7285       if (fmt[i] == 'e')
7286         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7287
7288       else if (fmt[i] == 'E')
7289         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7290           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7291     }
7292   return retval;
7293 }
7294
7295 /* For each giv that has been combined with another, look if
7296    we can combine it with the most recently used one instead.
7297    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7298    try to derive givs from other givs.  */
7299 static void
7300 recombine_givs (loop, bl, unroll_p)
7301      const struct loop *loop;
7302      struct iv_class *bl;
7303      int unroll_p;
7304 {
7305   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7306   struct recombine_givs_stats *stats;
7307   int giv_count;
7308   int i, rescan;
7309   int ends_need_computing;
7310
7311   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7312     {
7313       if (! v->ignore)
7314         giv_count++;
7315     }
7316   giv_array
7317     = (struct induction **) xmalloc (giv_count * sizeof (struct induction *));
7318   stats = (struct recombine_givs_stats *) xmalloc (giv_count * sizeof *stats);
7319
7320   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7321      the corresponding index into stats.  */
7322   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7323     {
7324       rtx p;
7325
7326       if (v->ignore)
7327         continue;
7328       giv_array[i] = v;
7329       stats[i].giv_number = i;
7330       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7331          the previous insn.  */
7332       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7333         p = PREV_INSN (p);
7334       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7335       i++;
7336     }
7337
7338   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7339
7340   /* Set up the ix field for each giv in stats to name
7341      the corresponding index into stats, and
7342      do the actual most-recently-used recombination.  */
7343   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7344     {
7345       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7346       v->ix = i;
7347       if (v->same)
7348         {
7349           struct induction *old_same = v->same;
7350           rtx new_combine;
7351
7352           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7353              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7354              that could otherwise be eliminated.  */
7355           if (last_giv
7356               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7357                   || ! last_giv->maybe_dead
7358                   || last_giv->combined_with)
7359               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7360             {
7361               old_same->combined_with--;
7362               v->new_reg = new_combine;
7363               v->same = last_giv;
7364               last_giv->combined_with++;
7365               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7366                  already decided what to reduce.  */
7367
7368               if (loop_dump_stream)
7369                 {
7370                   fprintf (loop_dump_stream,
7371                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7372                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7373                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7374                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7375                 }
7376               continue;
7377             }
7378           v = v->same;
7379         }
7380       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7381         continue;
7382       if (! last_giv
7383           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7384           || ! v->maybe_dead
7385           || v->combined_with)
7386         last_giv = v;
7387     }
7388
7389   ends_need_computing = 0;
7390   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7391      lifetime ends from regscan info.  */
7392   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7393     {
7394       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7395       if (v->ignore)
7396         continue;
7397       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7398         {
7399           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7400              givs.  */
7401           rtx p;
7402           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7403             p = PREV_INSN (p);
7404           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7405           if (p != v->insn)
7406             stats[i].end_luid++;
7407         }
7408       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7409         {
7410           if (v->last_use)
7411             {
7412               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7413               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7414             }
7415           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7416             {
7417               rtx p;
7418               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7419                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7420                  when we see the first set.  But we do know that there will
7421                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7422                  we'll start looking for the last use right away.  */
7423               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7424                 p = PREV_INSN (p);
7425               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7426               stats[i].end_luid = 0;
7427               ends_need_computing++;
7428             }
7429           else
7430             {
7431               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7432               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7433               rtx p = v->insn;
7434
7435               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7436                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7437                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7438                  last use properly.  */
7439               while (count)
7440                 {
7441                   p = prev_nonnote_insn (p);
7442                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7443                   count--;
7444                 }
7445
7446               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7447               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7448                 {
7449                   stats[i].end_luid = -1;
7450                   ends_need_computing++;
7451                 }
7452               else
7453                 {
7454                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7455                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop->end))
7456                     {
7457                       stats[i].end_luid = -1;
7458                       ends_need_computing++;
7459                     }
7460                 }
7461             }
7462         }
7463     }
7464
7465   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7466      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7467   if (ends_need_computing)
7468     {
7469       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7470       rtx p = loop->end;
7471
7472       do
7473         {
7474           if (p == loop->start)
7475             p = loop->end;
7476           p = PREV_INSN (p);
7477           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7478             continue;
7479           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7480         }
7481       while (ends_need_computing);
7482     }
7483
7484   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7485      more combinations.  */
7486   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7487     {
7488       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7489       if (v->ignore)
7490         continue;
7491       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7492         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7493     }
7494
7495   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7496   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7497     {
7498       unsigned luid;
7499       int j;
7500
7501       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7502       if (v->ignore)
7503         continue;
7504       if (v->same && ! v->same->ignore)
7505         {
7506           j = v->same->ix;
7507           luid = stats[i].start_luid;
7508           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7509           if (luid - stats[j].start_luid
7510               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7511             stats[j].end_luid = luid;
7512         }
7513     }
7514
7515   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7516
7517   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7518      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7519      pressure.
7520      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7521      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7522      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7523      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7524      index for this giv (unless rescan is already set).
7525      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7526      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7527      LAST_GIV.  */
7528   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7529     {
7530       int life_start = 0, life_end = 0;
7531
7532       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7533         {
7534           rtx sum;
7535
7536           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7537           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7538             continue;
7539           if (! last_giv)
7540             {
7541               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7542                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7543               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7544                 {
7545                   last_giv = v;
7546                   life_start = stats[i].start_luid;
7547                   life_end = stats[i].end_luid;
7548                 }
7549               continue;
7550             }
7551           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7552           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7553                >= (unsigned) life_end - life_start)
7554               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7555                   > (unsigned) life_end - life_start)
7556               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7557                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7558                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7559                   pressure.
7560                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7561               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop->start)
7562                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop->start))
7563               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7564               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7565               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7566               /* We would really like to know if for any giv that v
7567                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7568                  dominates that combined giv.  However, we
7569                  don't have this detailed control flow information.
7570                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7571                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7572                  validity of last_giv.
7573                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7574                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7575                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7576                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7577               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7578               && (sum = express_from (last_giv, v))
7579               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7580                  doesn't take different costs of registers and constants into
7581                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7582               && (rtx_cost (sum, SET)
7583                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7584               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7585                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7586               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7587                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7588                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7589                   || ! unroll_p)
7590               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7591                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7592             {
7593               v->derived_from = last_giv;
7594               life_end = stats[i].end_luid;
7595
7596               if (loop_dump_stream)
7597                 {
7598                   fprintf (loop_dump_stream,
7599                            "giv at %d derived from %d as ",
7600                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7601                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7602                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7603                 }
7604             }
7605           else if (rescan < 0)
7606             rescan = i;
7607         }
7608     }
7609
7610   /* Clean up.  */
7611   free (giv_array);
7612   free (stats);
7613 }
7614 \f
7615 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7616
7617 void
7618 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7619      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7620      rtx m;          /* multiplicative constant */
7621      rtx a;          /* additive constant */
7622      rtx reg;        /* destination register */
7623      rtx insert_before;
7624 {
7625   rtx seq;
7626   rtx result;
7627
7628   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7629   a = copy_rtx (a);
7630   b = copy_rtx (b);
7631
7632   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7633   update_reg_last_use (a, insert_before);
7634   update_reg_last_use (b, insert_before);
7635   update_reg_last_use (m, insert_before);
7636
7637   start_sequence ();
7638   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7639   if (reg != result)
7640     emit_move_insn (reg, result);
7641   seq = gen_sequence ();
7642   end_sequence ();
7643
7644   emit_insn_before (seq, insert_before);
7645
7646   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new 
7647      registers.  Iterate over the sequence we just created and 
7648      record them all.  */
7649
7650   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7651     {
7652       int i;
7653       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7654         {
7655           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7656           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7657             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7658         }
7659     }
7660   else if (GET_CODE (seq) == SET
7661            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7662     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7663 }
7664 \f
7665 /* Test whether A * B can be computed without
7666    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7667
7668 static int
7669 product_cheap_p (a, b)
7670      rtx a;
7671      rtx b;
7672 {
7673   int i;
7674   rtx tmp;
7675   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7676   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7677   int win = 1;
7678
7679   /* If only one is constant, make it B.  */
7680   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7681     tmp = a, a = b, b = tmp;
7682
7683   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7684   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7685     return 1;
7686
7687   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7688   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7689     return 0;
7690
7691   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7692      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7693      of insns is generated.  */
7694
7695   rtl_obstack = &temp_obstack;
7696   start_sequence ();
7697   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7698   tmp = gen_sequence ();
7699   end_sequence ();
7700
7701   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7702     {
7703       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7704         win = 1;
7705       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7706         win = 0;
7707       else
7708         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7709           {
7710             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7711
7712             if (GET_CODE (insn) != INSN
7713                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7714                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7715                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7716                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7717                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7718               {
7719                 win = 0;
7720                 break;
7721               }
7722           }
7723     }
7724   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7725            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7726     win = 0;
7727   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7728            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7729            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7730     win = 0;
7731
7732   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7733      allocation to its normal obstack.  */
7734   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7735   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7736
7737   return win;
7738 }
7739 \f
7740 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7741    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7742    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7743    to see if the optimization can be performed.
7744    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7745
7746 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7747    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7748    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7749    faster than one that increments from zero.  */
7750
7751 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7752    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7753    final_[bg]iv_value.  */
7754
7755 static int
7756 check_dbra_loop (loop, insn_count)
7757      struct loop *loop;
7758      int insn_count;
7759 {
7760   struct iv_class *bl;
7761   rtx reg;
7762   rtx jump_label;
7763   rtx final_value;
7764   rtx start_value;
7765   rtx new_add_val;
7766   rtx comparison;
7767   rtx before_comparison;
7768   rtx p;
7769   rtx jump;
7770   rtx first_compare;
7771   int compare_and_branch;
7772   rtx loop_start = loop->start;
7773   rtx loop_end = loop->end;
7774   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
7775
7776   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7777      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7778
7779   jump = PREV_INSN (loop_end);
7780   comparison = get_condition_for_loop (loop, jump);
7781   if (comparison == 0)
7782     return 0;
7783   if (!onlyjump_p (jump))
7784     return 0;
7785
7786   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7787      two instructions.  */
7788   get_condition (jump, &first_compare);
7789   if (first_compare == jump)
7790     compare_and_branch = 1;
7791   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7792     compare_and_branch = 2;
7793   else
7794     return 0;
7795
7796   {
7797     /* If more than one condition is present to control the loop, then
7798        do not proceed, as this function does not know how to rewrite
7799        loop tests with more than one condition.
7800
7801        Look backwards from the first insn in the last comparison
7802        sequence and see if we've got another comparison sequence.  */
7803
7804     rtx jump1;
7805     if ((jump1 = prev_nonnote_insn (first_compare)) != loop->cont)
7806       if (GET_CODE (jump1) == JUMP_INSN)
7807         return 0;
7808   }
7809
7810   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7811      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7812      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7813      used between its update and the test insn.  */
7814
7815   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7816     {
7817       if (bl->biv_count == 1
7818           && ! bl->biv->maybe_multiple
7819           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7820           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7821                                    first_compare))
7822         break;
7823     }
7824
7825   if (! bl)
7826     return 0;
7827
7828   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7829      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7830      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7831      m68k DBRA instruction to be used.  */
7832
7833   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7834         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7835         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7836        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7837       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7838       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7839     {
7840       /* Initial value must be greater than 0,
7841          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7842          the last iteration */
7843
7844       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7845           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7846           && (INTVAL (bl->initial_value)
7847               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7848         {
7849           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7850           if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
7851             REG_NOTES (jump)
7852               = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
7853                                    REG_NOTES (jump));
7854           bl->nonneg = 1;
7855
7856           return 1;
7857         }
7858
7859       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7860          the loop, then we can safely optimize.  */
7861       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7862         {
7863           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7864             break;
7865           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7866             continue;
7867
7868           before_comparison = get_condition_for_loop (loop, p);
7869           if (before_comparison
7870               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7871               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7872               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7873               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7874               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7875             {
7876               if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
7877                 REG_NOTES (jump)
7878                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
7879                                        REG_NOTES (jump));
7880               bl->nonneg = 1;
7881
7882               return 1;
7883             }
7884         }
7885     }
7886   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7887            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7888     {
7889       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7890       /* Can do this if:
7891          all registers modified are induction variables or invariant,
7892          all memory references have non-overlapping addresses
7893          (obviously true if only one write)
7894          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7895       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7896          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7897          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7898          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7899          one biv.  */
7900       int num_nonfixed_reads = 0;
7901       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7902       int no_use_except_counting = 0;
7903       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7904          which is reversible.  */
7905       int reversible_mem_store = 1;
7906
7907       if (bl->giv_count == 0 && ! loop->exit_count)
7908         {
7909           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7910
7911           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7912              fall through at the end of the loop, then
7913              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7914           no_use_except_counting = 1;
7915           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7916             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7917               {
7918                 rtx set = single_set (p);
7919
7920                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7921                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7922                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7923                   ;
7924                 else if ((p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7925                           || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7926                          && reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7927                   {
7928                     /* If either of these insns uses the biv and sets a pseudo
7929                        that has more than one usage, then the biv has uses
7930                        other than counting since it's used to derive a value
7931                        that is used more than one time.  */
7932                     int note_set_pseudo_multiple_uses_retval = 0;
7933                     note_stores (PATTERN (p), note_set_pseudo_multiple_uses,
7934                                  &note_set_pseudo_multiple_uses_retval);
7935                     if (note_set_pseudo_multiple_uses_retval)
7936                       {
7937                         no_use_except_counting = 0;
7938                         break;
7939                       }
7940                   }
7941                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7942                   {
7943                     no_use_except_counting = 0;
7944                     break;
7945                   }
7946               }
7947         }
7948
7949       if (no_use_except_counting)
7950         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7951       else if (num_mem_sets <= 1)
7952         {
7953           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7954             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7955               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (loop, PATTERN (p));
7956
7957           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7958              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7959              might then have the wrong value at loop exit.
7960              This would work if the source was invariant also, however, in that
7961              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7962
7963           if (num_mem_sets == 1)
7964             {
7965               struct induction *v;
7966
7967               reversible_mem_store
7968                 = (! unknown_address_altered
7969                    && ! unknown_constant_address_altered
7970                    && ! loop_invariant_p (loop,
7971                                           XEXP (XEXP (loop_store_mems, 0),
7972                                                 0)));
7973
7974               /* If the store depends on a register that is set after the
7975                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7976                  reversible.  */
7977               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7978                 {
7979                   if (v->giv_type == DEST_REG
7980                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7981                                          PATTERN (first_loop_store_insn)) 
7982                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7983                     reversible_mem_store = 0;
7984                 }
7985             }
7986         }
7987       else
7988         return 0;
7989
7990       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7991          the memory address check by only reversing loops with
7992          zero or one memory access.
7993          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7994          and that can't be reversed.
7995          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7996          about all these things.  */
7997
7998       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7999            && ! loop_info->has_call
8000            && ! loop_info->has_volatile
8001            && reversible_mem_store
8002            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
8003               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
8004            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
8005           || no_use_except_counting)
8006         {
8007           rtx tem;
8008
8009           /* Loop can be reversed.  */
8010           if (loop_dump_stream)
8011             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
8012
8013           /* Now check other conditions:
8014
8015              The increment must be a constant, as must the initial value,
8016              and the comparison code must be LT. 
8017
8018              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
8019              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
8020              confusing.  */
8021
8022           if (comparison
8023               /* for constants, LE gets turned into LT */
8024               && (GET_CODE (comparison) == LT
8025                   || (GET_CODE (comparison) == LE
8026                       && no_use_except_counting)))
8027             {
8028               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val = 0;
8029               rtx initial_value, comparison_value;
8030               int nonneg = 0;
8031               enum rtx_code cmp_code;
8032               int comparison_const_width;
8033               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
8034
8035               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
8036               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
8037               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
8038                 comparison_const_width
8039                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
8040               else
8041                 comparison_const_width
8042                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
8043               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8044                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
8045               comparison_sign_mask
8046                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
8047
8048               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
8049                  can not reverse this loop.
8050
8051                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
8052                  a whole compute an invariant result, then we could move
8053                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
8054               if (! loop_invariant_p (loop, comparison_value))
8055                 return 0;
8056
8057               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8058                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
8059               initial_value = bl->initial_value;
8060                 
8061               /* Normalize the initial value if it is an integer and 
8062                  has no other use except as a counter.  This will allow
8063                  a few more loops to be reversed.  */
8064               if (no_use_except_counting
8065                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8066                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8067                 {
8068                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
8069                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
8070                      of add_val in order to do the loop reversal, so
8071                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
8072                      Since comparison_value is constant, we know that the
8073                      current comparison code is LT.  */
8074                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
8075                   comparison_val
8076                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
8077                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
8078                      even if there is an overflow, we might still be able to
8079                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
8080                      NE is possible.  */
8081                   initial_value = const0_rtx;
8082                 }
8083
8084               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
8085               if (initial_value == const0_rtx
8086                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count,
8087                      prefer the NE test, since this will allow that
8088                      instruction to be generated.  Note that we must
8089                      use a vanilla loop reversal if the biv is used to
8090                      calculate a giv or has a non-counting use.  */
8091 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) \
8092 && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
8093                   && (! (add_val == 1 && loop->vtop
8094                          && (bl->biv_count == 0
8095                              || no_use_except_counting)))
8096 #endif
8097                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8098                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
8099                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
8100                         & comparison_sign_mask))
8101                 {
8102                   /* Register will always be nonnegative, with value
8103                      0 on last iteration */
8104                   add_adjust = add_val;
8105                   nonneg = 1;
8106                   cmp_code = GE;
8107                 }
8108               else if (add_val == 1 && loop->vtop
8109                        && (bl->biv_count == 0
8110                            || no_use_except_counting))
8111                 {
8112                   add_adjust = 0;
8113                   cmp_code = NE;
8114                 }
8115               else
8116                 return 0;
8117
8118               if (GET_CODE (comparison) == LE)
8119                 add_adjust -= add_val;
8120
8121               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
8122                  value is not an exact multiple of the increment, then we
8123                  can not reverse this loop.  */
8124               if (initial_value == const0_rtx
8125                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8126                 {
8127                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
8128                     return 0;
8129                 }
8130               else
8131                 {
8132                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
8133                     return 0;
8134                 }
8135
8136               final_value = comparison_value;
8137
8138               /* Reset these in case we normalized the initial value
8139                  and comparison value above.  */
8140               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8141                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8142                 {
8143                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
8144                   final_value
8145                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
8146                 }
8147               bl->initial_value = initial_value;
8148
8149               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
8150               reg = bl->biv->dest_reg;
8151               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
8152               if (jump_label == pc_rtx)
8153                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
8154               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
8155
8156               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
8157                  to generate a SUB.
8158                  Initialize biv to start_value before loop start.
8159                  The old initializing insn will be deleted as a
8160                  dead store by flow.c.  */
8161               if (initial_value == const0_rtx
8162                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8163                 {
8164                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
8165                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
8166                                     loop_start);
8167                 }
8168               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8169                 {
8170                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
8171                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8172                   enum insn_code icode
8173                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8174
8175                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
8176                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
8177                             (comparison_value, mode))
8178                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
8179                             (offset, mode)))
8180                     return 0;
8181                   start_value
8182                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
8183                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8184                                      (reg, comparison_value, offset)),
8185                                     loop_start);
8186                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
8187                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
8188                                                 GEN_INT (add_val));
8189                 }
8190               else if (! add_adjust)
8191                 {
8192                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8193                   enum insn_code icode
8194                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8195                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
8196                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
8197                             (comparison_value, mode))
8198                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
8199                             (initial_value, mode)))
8200                     return 0;
8201                   start_value
8202                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
8203                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8204                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
8205                                     loop_start);
8206                 }
8207               else
8208                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
8209                    better to have a testcase first.  */
8210                 return 0;
8211
8212               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
8213                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8214               start_sequence ();
8215               expand_inc (reg, new_add_val);
8216               tem = gen_sequence ();
8217               end_sequence ();
8218
8219               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8220               delete_insn (bl->biv->insn);
8221                       
8222               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8223               bl->biv->insn = p;
8224               bl->initial_value = start_value;
8225               bl->biv->add_val = new_add_val;
8226
8227               /* Update loop info.  */
8228               loop_info->initial_value = reg;
8229               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8230               loop_info->final_value = const0_rtx;
8231               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8232               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8233               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8234               loop_info->increment = new_add_val;
8235
8236               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8237                  not delete the label.  */
8238               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8239
8240               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8241                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8242               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8243                   || ! bl->init_insn
8244                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8245                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8246                                  loop_end);
8247
8248               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8249               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8250               if (compare_and_branch == 2)
8251                 delete_insn (first_compare);
8252
8253               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8254               start_sequence ();
8255               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8256                                        GET_MODE (reg), 0, 0, 
8257                                        XEXP (jump_label, 0));
8258               tem = gen_sequence ();
8259               end_sequence ();
8260               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8261
8262               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8263                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8264                    tem = PREV_INSN (tem))
8265                 ;
8266
8267               if (tem)
8268                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8269
8270               if (nonneg)
8271                 {
8272                   if (tem)
8273                     {
8274                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8275                       /* Register is now always nonnegative,
8276                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8277                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, reg,
8278                                                            REG_NOTES (tem));
8279                     }
8280                   bl->nonneg = 1;
8281                 }
8282
8283               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
8284                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
8285                  code).
8286                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
8287                  counting, or it is the only biv in this function.
8288                  However, the code that computes no_use_except_counting does
8289                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
8290                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
8291                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
8292                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
8293                  here.  */
8294               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8295                 if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
8296                   {
8297                     rtx *pnote;
8298                     rtx set = single_set (p);
8299                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
8300                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
8301                     if (! set
8302                         || GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
8303                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= reg_iv_type->num_elements
8304                         || REG_IV_TYPE (REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
8305                         || REG_IV_INFO (REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
8306                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
8307                         {
8308                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
8309                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
8310                                                   XEXP (*pnote, 0)))
8311                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
8312                           else
8313                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
8314                         }
8315                   }
8316
8317               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8318                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8319                  will have to be fixed up.  */
8320
8321               bl->reversed = 1;
8322
8323               if (loop_dump_stream)
8324                 {
8325                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
8326                   if (bl->nonneg)
8327                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
8328                   else
8329                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8330                 }
8331
8332               return 1;
8333             }
8334         }
8335     }
8336
8337   return 0;
8338 }
8339 \f
8340 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8341    based on the insns in the loop that refer to it.
8342
8343    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8344
8345    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8346    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8347    start of the loop.  */
8348
8349 static int
8350 maybe_eliminate_biv (loop, bl, eliminate_p, threshold, insn_count)
8351      const struct loop *loop;
8352      struct iv_class *bl;
8353      int eliminate_p;
8354      int threshold, insn_count;
8355 {
8356   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8357   rtx loop_start = loop->start;
8358   rtx loop_end = loop->end;
8359   rtx p;
8360
8361   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8362      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8363
8364   for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8365     {
8366       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8367       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8368
8369       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
8370       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
8371         {
8372           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
8373
8374           if (note)
8375             {
8376               rtx last = XEXP (note, 0);
8377               rtx set = single_set (last);
8378
8379               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
8380                 {
8381                   unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
8382
8383                   if (regno < max_reg_before_loop
8384                       && REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
8385                       && REG_IV_INFO (regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
8386                     p = last;
8387                 }
8388             }
8389         }
8390       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8391           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8392           && ! maybe_eliminate_biv_1 (loop, PATTERN (p), p, bl,
8393                                       eliminate_p, where))
8394         {
8395           if (loop_dump_stream)
8396             fprintf (loop_dump_stream,
8397                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8398                      bl->regno, INSN_UID (p));
8399           break;
8400         }
8401     }
8402
8403   if (p == loop_end)
8404     {
8405       if (loop_dump_stream)
8406         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8407                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8408       return 1;
8409     }
8410
8411   return 0;
8412 }
8413 \f
8414 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8415    Return non-zero if INSN is first.  */
8416
8417 int
8418 loop_insn_first_p (insn, reference)
8419      rtx insn, reference;
8420 {
8421   rtx p, q;
8422
8423   for (p = insn, q = reference; ;)
8424     {
8425       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8426          first.  */
8427       if (q == insn || ! p)
8428         return 0;
8429       if (p == reference || ! q)
8430         return 1;
8431
8432       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
8433          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
8434          P is a note.  */
8435       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8436           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
8437           && GET_CODE (p) != NOTE)
8438         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
8439
8440       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
8441           || GET_CODE (p) == NOTE)
8442         p = NEXT_INSN (p);
8443       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8444         q = NEXT_INSN (q);
8445     }
8446 }
8447
8448 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8449    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8450    div derivation is zero.  */
8451 static int
8452 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8453      struct induction *biv, *giv;
8454      rtx insn;
8455 {
8456   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8457      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8458      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8459      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8460   if (giv->auto_inc_opt
8461       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8462            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8463           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8464               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8465     return 0;
8466
8467   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8468      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8469      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8470      bother to make this possible.  */
8471   if (giv->derived_from
8472       && ! (giv->always_executed
8473             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8474             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8475     return 0;
8476   if (giv->same
8477       && giv->same->derived_from
8478       && ! (giv->same->always_executed
8479             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8480             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8481     return 0;
8482
8483   return 1;
8484 }
8485
8486 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8487    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8488
8489    If BIV does not appear in X, return 1.
8490
8491    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8492    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8493    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8494    the loop.  */
8495
8496 static int
8497 maybe_eliminate_biv_1 (loop, x, insn, bl, eliminate_p, where)
8498      const struct loop *loop;
8499      rtx x, insn;
8500      struct iv_class *bl;
8501      int eliminate_p;
8502      rtx where;
8503 {
8504   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8505   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8506   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8507   struct induction *v;
8508   rtx arg, tem;
8509 #ifdef HAVE_cc0
8510   rtx new;
8511 #endif
8512   int arg_operand;
8513   const char *fmt;
8514   int i, j;
8515
8516   switch (code)
8517     {
8518     case REG:
8519       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8520          we can't eliminate it.  */
8521       if (x == reg)
8522         return 0;
8523       return 1;
8524
8525     case SET:
8526       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8527       if (SET_DEST (x) == reg)
8528         return 1;
8529
8530       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8531          it will go away when the giv is reduced.  */
8532       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8533         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8534           return 1;
8535
8536 #ifdef HAVE_cc0
8537       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8538         {
8539           /* Can replace with any giv that was reduced and
8540              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8541              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8542              ??? We disable this optimization to avoid potential
8543              overflows.  */
8544
8545           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8546             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
8547                 && v->add_val == const0_rtx
8548                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8549                 && v->mode == mode
8550                 && 0)
8551               {
8552                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8553                   continue;
8554
8555                 if (! eliminate_p)
8556                   return 1;
8557
8558                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8559                    then reverse the comparison.  */
8560                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8561                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8562                                          const0_rtx, v->new_reg);
8563                 else
8564                   new = v->new_reg;
8565
8566                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8567                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8568                   return 1;
8569               }
8570
8571           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8572              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8573              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8574              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8575              overflow problem.  */
8576
8577           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8578             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
8579                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8580                 && v->mode == mode
8581                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8582                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8583                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8584                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8585                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8586               {
8587                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8588                   continue;
8589
8590                 if (! eliminate_p)
8591                   return 1;
8592
8593                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8594                    then reverse the comparison.  */
8595                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8596                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8597                                          v->new_reg);
8598                 else
8599                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8600                                          copy_rtx (v->add_val));
8601
8602                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8603                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8604                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8605                   return 1;
8606
8607                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8608                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8609                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8610
8611                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8612                                   where);
8613
8614                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8615                    the compare expression. */
8616                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8617                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8618                   return 1;
8619               }
8620         }
8621 #endif
8622       break;
8623
8624     case COMPARE:
8625     case EQ:  case NE:
8626     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8627     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8628       /* See if either argument is the biv.  */
8629       if (XEXP (x, 0) == reg)
8630         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8631       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8632         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8633       else
8634         break;
8635
8636       if (CONSTANT_P (arg))
8637         {
8638           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8639              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8640              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8641
8642           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8643             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
8644                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8645                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8646                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8647                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8648                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8649                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8650                 && v->mode == mode)
8651               {
8652                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8653                   continue;
8654
8655                 if (! eliminate_p)
8656                   return 1;
8657
8658                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8659                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1-arg_operand), v->new_reg, 1);
8660
8661                 /* If all constants are actually constant integers and
8662                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8663                    do so.  */
8664                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8665                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8666                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
8667                   {
8668                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8669                                      GEN_INT (INTVAL (arg)
8670                                              * INTVAL (v->mult_val)
8671                                              + INTVAL (v->add_val)), 1);
8672                   }
8673                 else
8674                   {
8675                     /* Otherwise, load it into a register.  */
8676                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8677                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8678                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8679                   }
8680                 if (apply_change_group ())
8681                   return 1;
8682               }
8683           
8684           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8685              Insert insns to calculate new compare value.  
8686              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8687
8688           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8689             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
8690                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8691                 && v->mode == mode
8692                 && 0)
8693               {
8694                 rtx tem;
8695
8696                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8697                   continue;
8698
8699                 if (! eliminate_p)
8700                   return 1;
8701
8702                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8703
8704                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8705                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8706                                  v->new_reg, 1);
8707
8708                 /* Compute value to compare against.  */
8709                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8710                 /* Use it in this insn.  */
8711                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8712                 if (apply_change_group ())
8713                   return 1;
8714               }
8715         }
8716       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8717         {
8718           if (loop_invariant_p (loop, arg) == 1)
8719             {
8720               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8721                  add_val. Insert insns to compute new compare value. 
8722                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8723
8724               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8725                 if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
8726                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8727                     && v->mode == mode
8728                     && 0)
8729                   {
8730                     rtx tem;
8731
8732                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8733                       continue;
8734
8735                     if (! eliminate_p)
8736                       return 1;
8737
8738                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8739
8740                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8741                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8742                                      v->new_reg, 1);
8743
8744                     /* Compute value to compare against.  */
8745                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8746                                       tem, where);
8747                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8748                     if (apply_change_group ())
8749                       return 1;
8750                   }
8751             }
8752
8753           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8754              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8755              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8756              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8757              but that can generate poor code.
8758
8759              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8760              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8761              we might have to do a topological sort of the order in which
8762              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8763              this sort of thing now.  */
8764
8765 #if 0
8766           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8767           if (GET_CODE (arg) != REG
8768               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8769             return 0;
8770
8771           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8772              with identical coefficients.  */
8773           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8774             {
8775               struct induction *tv;
8776
8777               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8778                 continue;
8779
8780               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8781                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8782                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8783                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8784                     && tv->mode == mode)
8785                   {
8786                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8787                       continue;
8788
8789                     if (! eliminate_p)
8790                       return 1;
8791
8792                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8793                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8794                     /* Replace other operand with the other giv's
8795                        reduced reg.  */
8796                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8797                     return 1;
8798                   }
8799             }
8800 #endif
8801         }
8802
8803       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8804       return 0;
8805
8806     case MEM:
8807       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8808          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8809       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8810         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8811           return 1;
8812       break;
8813
8814     default:
8815       break;
8816     }
8817
8818   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8819   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8820   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8821     {
8822       switch (fmt[i])
8823         {
8824         case 'e':
8825           if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XEXP (x, i), insn, bl, 
8826                                        eliminate_p, where))
8827             return 0;
8828           break;
8829
8830         case 'E':
8831           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8832             if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8833                                          eliminate_p, where))
8834               return 0;
8835           break;
8836         }
8837     }
8838
8839   return 1;
8840 }  
8841 \f
8842 /* Return nonzero if the last use of REG
8843    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8844
8845 static int
8846 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8847      rtx reg;
8848      rtx insn;
8849 {
8850   rtx n;
8851   for (n = insn;
8852        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8853        n = NEXT_INSN (n))
8854     {
8855       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8856         return 1;
8857     }
8858   return 0;
8859 }
8860 \f
8861 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8862    just record the location of the set and process it later.  */
8863
8864 static void
8865 record_initial (dest, set, data)
8866      rtx dest;
8867      rtx set;
8868      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
8869 {
8870   struct iv_class *bl;
8871
8872   if (GET_CODE (dest) != REG
8873       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8874       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8875     return;
8876
8877   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8878
8879   /* If this is the first set found, record it.  */
8880   if (bl->init_insn == 0)
8881     {
8882       bl->init_insn = note_insn;
8883       bl->init_set = set;
8884     }
8885 }
8886 \f
8887 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8888    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8889    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8890    use it.  */
8891
8892 static void
8893 update_reg_last_use (x, insn)
8894      rtx x;
8895      rtx insn;
8896 {
8897   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8898      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8899      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8900      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8901   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8902       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8903       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8904     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8905   else
8906     {
8907       register int i, j;
8908       register const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8909       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8910         {
8911           if (fmt[i] == 'e')
8912             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8913           else if (fmt[i] == 'E')
8914             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8915               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8916         }
8917     }
8918 }
8919 \f
8920 /* Given an insn INSN and condition COND, return the condition in a
8921    canonical form to simplify testing by callers.  Specifically:
8922
8923    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8924    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8925    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8926    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8927        for GE, GEU, and LEU.
8928
8929    If the condition cannot be understood, or is an inequality floating-point
8930    comparison which needs to be reversed, 0 will be returned.
8931
8932    If REVERSE is non-zero, then reverse the condition prior to canonizing it.
8933
8934    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8935    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8936    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8937    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8938
8939    If WANT_REG is non-zero, we wish the condition to be relative to that
8940    register, if possible.  Therefore, do not canonicalize the condition
8941    further.  */
8942
8943 rtx
8944 canonicalize_condition (insn, cond, reverse, earliest, want_reg)
8945      rtx insn;
8946      rtx cond;
8947      int reverse;
8948      rtx *earliest;
8949      rtx want_reg;
8950 {
8951   enum rtx_code code;
8952   rtx prev = insn;
8953   rtx set;
8954   rtx tem;
8955   rtx op0, op1;
8956   int reverse_code = 0;
8957   int did_reverse_condition = 0;
8958   enum machine_mode mode;
8959
8960   code = GET_CODE (cond);
8961   mode = GET_MODE (cond);
8962   op0 = XEXP (cond, 0);
8963   op1 = XEXP (cond, 1);
8964
8965   if (reverse)
8966     {
8967       code = reverse_condition (code);
8968       did_reverse_condition ^= 1;
8969     }
8970
8971   if (earliest)
8972     *earliest = insn;
8973
8974   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8975      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8976      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8977      in cse.c  */
8978
8979   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<'
8980          && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0))
8981          && op0 != want_reg)
8982     {
8983       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8984       rtx x = 0;
8985
8986 #ifdef HAVE_cc0
8987       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8988          insn.  */
8989       if (op0 == cc0_rtx)
8990         {
8991           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8992               || GET_CODE (prev) != INSN
8993               || (set = single_set (prev)) == 0
8994               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8995             return 0;
8996
8997           op0 = SET_SRC (set);
8998           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8999           if (earliest)
9000             *earliest = prev;
9001         }
9002 #endif
9003
9004       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
9005       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
9006         {
9007           op1 = XEXP (op0, 1);
9008           op0 = XEXP (op0, 0);
9009           continue;
9010         }
9011       else if (GET_CODE (op0) != REG)
9012         break;
9013
9014       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
9015          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
9016          we don't want to bother dealing with it.  */
9017
9018       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
9019           || GET_CODE (prev) != INSN
9020           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
9021           || (set = single_set (prev)) == 0)
9022         break;
9023
9024       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
9025          relevant.  */
9026       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
9027         {
9028           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
9029
9030           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
9031              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
9032              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
9033              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
9034              actually artificial, simply to prevent the combination, but
9035              should not affect other platforms.
9036
9037              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
9038              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
9039              modeless comparisons inside branch patterns.
9040
9041              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
9042              in simplify_comparison in combine.  */
9043
9044           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
9045                || (((code == NE
9046                      || (code == LT
9047                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
9048                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
9049                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9050                          && (STORE_FLAG_VALUE
9051                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9052                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9053 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9054                      || (code == LT
9055                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9056                          && (REAL_VALUE_NEGATIVE
9057                              (FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode))))
9058 #endif
9059                      ))
9060                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
9061               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9062                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9063                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9064             x = SET_SRC (set);
9065           else if (((code == EQ
9066                      || (code == GE
9067                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
9068                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9069                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
9070                          && (STORE_FLAG_VALUE
9071                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9072                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9073 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9074                      || (code == GE
9075                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9076                          && (REAL_VALUE_NEGATIVE
9077                              (FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode))))
9078 #endif
9079                      ))
9080                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
9081                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9082                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9083                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9084
9085             {
9086               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
9087                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
9088                  have had to reverse the condition.  */
9089               did_reverse_condition ^= 1;
9090               reverse_code = 1;
9091               x = SET_SRC (set);
9092             }
9093           else
9094             break;
9095         }
9096
9097       else if (reg_set_p (op0, prev))
9098         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
9099         break;
9100
9101       if (x)
9102         {
9103           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
9104             code = GET_CODE (x);
9105           if (reverse_code)
9106             {
9107               code = reverse_condition (code);
9108               if (code == UNKNOWN)
9109                 return 0;
9110               did_reverse_condition ^= 1;
9111               reverse_code = 0;
9112             }
9113
9114           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
9115           if (earliest)
9116             *earliest = prev;
9117         }
9118     }
9119
9120   /* If constant is first, put it last.  */
9121   if (CONSTANT_P (op0))
9122     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
9123
9124   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
9125      was really being compared, so fail.  */
9126   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
9127     return 0;
9128
9129   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
9130      if we can do computations in the relevant mode and we do not
9131      overflow.  */
9132
9133   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
9134       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
9135       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9136     {
9137       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
9138       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
9139       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
9140         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
9141
9142       switch (code)
9143         {
9144         case LE:
9145           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
9146             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
9147           break;
9148
9149         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
9150            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
9151         case GE:
9152           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
9153               != (((HOST_WIDE_INT) 1
9154                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
9155             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
9156           break;
9157
9158         case LEU:
9159           if (uconst_val < max_val)
9160             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
9161           break;
9162
9163         case GEU:
9164           if (uconst_val != 0)
9165             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
9166           break;
9167
9168         default:
9169           break;
9170         }
9171     }
9172
9173   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
9174      EQ or NE or (UN)ORDERED, return zero.  */
9175   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
9176       && did_reverse_condition
9177       && code != NE && code != EQ && code != UNORDERED && code != ORDERED
9178       && ! flag_fast_math
9179       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
9180     return 0;
9181
9182 #ifdef HAVE_cc0
9183   /* Never return CC0; return zero instead.  */
9184   if (op0 == cc0_rtx)
9185     return 0;
9186 #endif
9187
9188   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
9189 }
9190
9191
9192 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
9193    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
9194    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
9195    be returned.
9196
9197    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
9198    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
9199    of the condition is desired, it should be placed in front of that
9200    insn and we will be sure that the inputs are still valid.  */
9201
9202 rtx
9203 get_condition (jump, earliest)
9204      rtx jump;
9205      rtx *earliest;
9206 {
9207   rtx cond;
9208   int reverse;
9209   rtx set;
9210
9211   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
9212   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
9213       || ! any_condjump_p (jump))
9214     return 0;
9215   set = pc_set (jump);
9216
9217   cond = XEXP (SET_SRC (set), 0);
9218
9219   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
9220      the condition.  */
9221   reverse
9222     = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (set), 2)) == LABEL_REF
9223       && XEXP (XEXP (SET_SRC (set), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump);
9224
9225   return canonicalize_condition (jump, cond, reverse, earliest, NULL_RTX);
9226 }
9227
9228 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
9229    unless both operands are invariants.  */
9230
9231 rtx
9232 get_condition_for_loop (loop, x)
9233      const struct loop *loop;
9234      rtx x;
9235 {
9236   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
9237
9238   if (comparison == 0
9239       || ! loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 0))
9240       || loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 1)))
9241     return comparison;
9242
9243   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
9244                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
9245 }
9246
9247
9248 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9249
9250    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9251    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9252 static int
9253 indirect_jump_in_function_p (start)
9254      rtx start;
9255 {
9256   rtx insn;
9257
9258   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9259     if (computed_jump_p (insn))
9260       return 1;
9261
9262   return 0;
9263 }
9264
9265 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9266    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9267    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9268
9269 static int
9270 insert_loop_mem (mem, data)
9271      rtx *mem;
9272      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9273 {
9274   int i;
9275   rtx m = *mem;
9276
9277   if (m == NULL_RTX)
9278     return 0;
9279
9280   switch (GET_CODE (m))
9281     {
9282     case MEM:
9283       break;
9284
9285     case CLOBBER:
9286       /* We're not interested in MEMs that are only clobbered.  */
9287       return -1;
9288
9289     case CONST_DOUBLE:
9290       /* We're not interested in the MEM associated with a
9291          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9292       return -1;
9293
9294     case EXPR_LIST:
9295       /* We're not interested in any MEMs that only appear in notes.  */
9296       return -1;
9297
9298     default:
9299       /* This is not a MEM.  */
9300       return 0;
9301     }
9302
9303   /* See if we've already seen this MEM.  */
9304   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9305     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem)) 
9306       {
9307         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9308           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9309              this happens, something tricky is going on, and we just
9310              don't optimize accesses to this MEM.  */
9311           loop_mems[i].optimize = 0;
9312
9313         return 0;
9314       }
9315
9316   /* Resize the array, if necessary.  */
9317   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated) 
9318     {
9319       if (loop_mems_allocated != 0)
9320         loop_mems_allocated *= 2;
9321       else
9322         loop_mems_allocated = 32;
9323
9324       loop_mems = (loop_mem_info*) 
9325         xrealloc (loop_mems,
9326                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info)); 
9327     }
9328
9329   /* Actually insert the MEM.  */
9330   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9331   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9332      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9333      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9334      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9335   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9336   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9337   ++loop_mems_idx;
9338
9339   return 0;
9340 }
9341
9342 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9343    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9344    values after load_mems.  */
9345
9346 static void
9347 load_mems_and_recount_loop_regs_set (loop, insn_count)
9348      const struct loop *loop;
9349      int *insn_count;
9350 {
9351   int nregs = max_reg_num ();
9352
9353   load_mems (loop);
9354   
9355   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9356      created new registers.  */
9357   if (max_reg_num () > nregs)
9358     {
9359       int i;
9360       int old_nregs;
9361
9362       old_nregs = nregs;
9363       nregs = max_reg_num ();
9364
9365       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9366         {
9367           /* Grow all the arrays.  */
9368           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9369           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9370           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9371           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9372         }
9373       /* Clear the arrays */
9374       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9375       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9376       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9377
9378       count_loop_regs_set (loop->top ? loop->top : loop->start, loop->end,
9379                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9380                            insn_count, nregs); 
9381
9382       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9383         {
9384           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9385           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9386         }
9387       
9388 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9389       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9390          create CCmode register copies.  */
9391       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9392         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9393           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9394 #endif
9395
9396       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9397       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9398              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9399              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9400     }
9401 }
9402
9403 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  */
9404
9405 static void
9406 load_mems (loop)
9407      const struct loop *loop;
9408 {
9409   int maybe_never = 0;
9410   int i;
9411   rtx p;
9412   rtx label = NULL_RTX;
9413   rtx end_label = NULL_RTX;
9414   /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9415   int next_maybe_never = 0;
9416   int last_max_reg = max_reg_num ();
9417
9418   if (loop_mems_idx == 0)
9419     return;
9420
9421   /* Find start of the extended basic block that enters the loop.  */
9422   for (p = loop->start;
9423        PREV_INSN (p) && GET_CODE (p) != CODE_LABEL;
9424        p = PREV_INSN (p))
9425     ;
9426
9427   cselib_init ();
9428
9429   /* Build table of mems that get set to constant values before the
9430      loop.  */
9431   for (; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
9432     cselib_process_insn (p);
9433
9434   /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9435      loop are never executed.  */
9436   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start); 
9437        p != NULL_RTX && ! maybe_never; 
9438        p = next_insn_in_loop (loop, p))
9439     {
9440       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9441         maybe_never = 1;
9442       else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9443                /* If we enter the loop in the middle, and scan
9444                   around to the beginning, don't set maybe_never
9445                   for that.  This must be an unconditional jump,
9446                   otherwise the code at the top of the loop might
9447                   never be executed.  Unconditional jumps are
9448                   followed a by barrier then loop end.  */
9449                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN 
9450                      && JUMP_LABEL (p) == loop->top
9451                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
9452                      && any_uncondjump_p (p)))
9453         {
9454           if (!any_condjump_p (p))
9455             /* Something complicated.  */
9456             maybe_never = 1;
9457           else
9458             /* If there are any more instructions in the loop, they
9459                might not be reached.  */
9460             next_maybe_never = 1; 
9461         } 
9462       else if (next_maybe_never)
9463         maybe_never = 1;
9464     }
9465
9466   /* Actually move the MEMs.  */
9467   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i) 
9468     {
9469       regset_head copies;
9470       int written = 0;
9471       rtx reg;
9472       rtx mem = loop_mems[i].mem;
9473       rtx mem_list_entry;
9474
9475       if (MEM_VOLATILE_P (mem) 
9476           || loop_invariant_p (loop, XEXP (mem, 0)) != 1)
9477         /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9478         loop_mems[i].optimize = 0;
9479
9480       /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9481          one is aliased by one of them.  */
9482       mem_list_entry = loop_store_mems;
9483       while (mem_list_entry)
9484         {
9485           if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9486             written = 1;
9487           else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9488                                     mem, rtx_varies_p))
9489             {
9490               /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9491               loop_mems[i].optimize = 0;
9492               break;
9493             }
9494           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9495         }
9496
9497       if (flag_float_store && written
9498           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (mem)) == MODE_FLOAT)
9499         loop_mems[i].optimize = 0;
9500   
9501       /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9502          are no reads from another MEM that aliases this one.  */ 
9503       if (loop_mems[i].optimize && written)
9504         {
9505           int j;
9506
9507           for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9508             {
9509               if (j == i)
9510                 continue;
9511               else if (true_dependence (mem,
9512                                         VOIDmode,
9513                                         loop_mems[j].mem,
9514                                         rtx_varies_p))
9515                 {
9516                   /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9517                      the loop because writes to it might not be
9518                      seen by reads from loop_mems[j].  */
9519                   loop_mems[i].optimize = 0;
9520                   break;
9521                 }
9522             }
9523         }
9524
9525       if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9526         /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9527            cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9528         loop_mems[i].optimize = 0;
9529           
9530       if (!loop_mems[i].optimize)
9531         /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9532            loop, but later discovered that we could not.  */
9533         continue;
9534
9535       INIT_REG_SET (&copies);
9536
9537       /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9538          order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9539          out of the loop just because this REG is neither a
9540          user-variable nor used in the loop test.  */
9541       reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9542       REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9543       loop_mems[i].reg = reg;
9544
9545       /* Now, replace all references to the MEM with the
9546          corresponding pesudos.  */
9547       maybe_never = 0;
9548       for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
9549            p != NULL_RTX;
9550            p = next_insn_in_loop (loop, p))
9551         {
9552           rtx_and_int ri;
9553           rtx set;
9554
9555           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
9556             {
9557               /* See if this copies the mem into a register that isn't
9558                  modified afterwards.  We'll try to do copy propagation
9559                  a little further on.  */
9560               set = single_set (p);
9561               if (set
9562                   /* @@@ This test is _way_ too conservative.  */
9563                   && ! maybe_never
9564                   && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
9565                   && REGNO (SET_DEST (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
9566                   && REGNO (SET_DEST (set)) < last_max_reg
9567                   && VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (SET_DEST (set))) == 1
9568                   && rtx_equal_p (SET_SRC (set), loop_mems[i].mem))
9569                 SET_REGNO_REG_SET (&copies, REGNO (SET_DEST (set)));
9570               ri.r = p;
9571               ri.i = i;
9572               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9573             }
9574
9575           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL
9576               || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
9577             maybe_never = 1;
9578         }
9579
9580       if (! apply_change_group ())
9581         /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9582         loop_mems[i].optimize = 0;
9583       else
9584         {
9585           /* Load the memory immediately before LOOP->START, which is
9586              the NOTE_LOOP_BEG.  */
9587           cselib_val *e = cselib_lookup (mem, VOIDmode, 0);
9588           rtx set;
9589           rtx best = mem;
9590           int j;
9591           struct elt_loc_list *const_equiv = 0;
9592
9593           if (e)
9594             {
9595               struct elt_loc_list *equiv;
9596               struct elt_loc_list *best_equiv = 0;
9597               for (equiv = e->locs; equiv; equiv = equiv->next)
9598                 {
9599                   if (CONSTANT_P (equiv->loc))
9600                     const_equiv = equiv;
9601                   else if (GET_CODE (equiv->loc) == REG
9602                            /* Extending hard register lifetimes cuases crash
9603                               on SRC targets.  Doing so on non-SRC is
9604                               probably also not good idea, since we most
9605                               probably have pseudoregister equivalence as
9606                               well.  */
9607                            && REGNO (equiv->loc) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
9608                     best_equiv = equiv;
9609                 }
9610               /* Use the constant equivalence if that is cheap enough.  */
9611               if (! best_equiv)
9612                 best_equiv = const_equiv;
9613               else if (const_equiv
9614                        && (rtx_cost (const_equiv->loc, SET)
9615                            <= rtx_cost (best_equiv->loc, SET)))
9616                 {
9617                   best_equiv = const_equiv;
9618                   const_equiv = 0;
9619                 }
9620
9621               /* If best_equiv is nonzero, we know that MEM is set to a
9622                  constant or register before the loop.  We will use this
9623                  knowledge to initialize the shadow register with that
9624                  constant or reg rather than by loading from MEM.  */
9625               if (best_equiv)
9626                 best = copy_rtx (best_equiv->loc);
9627             }
9628           set = gen_move_insn (reg, best);
9629           set = emit_insn_before (set, loop->start);
9630           if (const_equiv)
9631             REG_NOTES (set) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUAL,
9632                                                  copy_rtx (const_equiv->loc),
9633                                                  REG_NOTES (set));
9634
9635           if (written)
9636             {
9637               if (label == NULL_RTX)
9638                 {
9639                   /* We must compute the former
9640                      right-after-the-end label before we insert
9641                      the new one.  */
9642                   end_label = next_label (loop->end);
9643                   label = gen_label_rtx ();
9644                   emit_label_after (label, loop->end);
9645                 }
9646
9647               /* Store the memory immediately after END, which is
9648                  the NOTE_LOOP_END.  */
9649               set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg); 
9650               emit_insn_after (set, label);
9651             }
9652
9653           if (loop_dump_stream)
9654             {
9655               fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9656                        REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9657               print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9658               fputc ('\n', loop_dump_stream);
9659             }
9660
9661           /* Attempt a bit of copy propagation.  This helps untangle the
9662              data flow, and enables {basic,general}_induction_var to find
9663              more bivs/givs.  */
9664           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
9665             (&copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j,
9666              {
9667                try_copy_prop (loop, loop_mems[i].reg, j);
9668              });
9669           CLEAR_REG_SET (&copies);
9670         }
9671     }
9672
9673   if (label != NULL_RTX)
9674     {
9675       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9676          label with the new one.  */
9677       rtx_pair rr; 
9678       rr.r1 = end_label;
9679       rr.r2 = label;
9680
9681       for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
9682         {
9683           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9684
9685           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9686              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9687              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9688              because the immediately following unroll pass will use it.
9689              replace_label would not work anyways, because that only handles
9690              LABEL_REFs.  */
9691           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9692             JUMP_LABEL (p) = label;
9693         }
9694     }
9695
9696   cselib_finish ();
9697 }
9698
9699 /* For communication between note_reg_stored and its caller.  */
9700 struct note_reg_stored_arg
9701 {
9702   int set_seen;
9703   rtx reg;
9704 };
9705
9706 /* Called via note_stores, record in SET_SEEN whether X, which is written,
9707    is equal to ARG.  */
9708 static void
9709 note_reg_stored (x, setter, arg)
9710      rtx x, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
9711      void *arg;
9712 {
9713   struct note_reg_stored_arg *t = (struct note_reg_stored_arg *)arg;
9714   if (t->reg == x)
9715     t->set_seen = 1;
9716 }
9717
9718 /* Try to replace every occurrence of pseudo REGNO with REPLACEMENT.
9719    There must be exactly one insn that sets this pseudo; it will be
9720    deleted if all replacements succeed and we can prove that the register
9721    is not used after the loop.  */
9722
9723 static void
9724 try_copy_prop (loop, replacement, regno)
9725      const struct loop *loop;
9726      rtx replacement;
9727      unsigned int regno;
9728 {
9729   /* This is the reg that we are copying from.  */
9730   rtx reg_rtx = regno_reg_rtx[regno];
9731   rtx init_insn = 0;
9732   rtx insn;
9733   /* These help keep track of whether we replaced all uses of the reg.  */
9734   int replaced_last = 0;
9735   int store_is_first = 0;
9736
9737   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
9738        insn != NULL_RTX;
9739        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
9740     {
9741       rtx set;
9742
9743       /* Only substitute within one extended basic block from the initializing
9744          insn.  */
9745       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && init_insn)
9746         break;
9747
9748       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
9749         continue;
9750
9751       /* Is this the initializing insn?  */
9752       set = single_set (insn);
9753       if (set
9754           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
9755           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
9756         {
9757           if (init_insn)
9758             abort ();
9759
9760           init_insn = insn;
9761           if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
9762             store_is_first = 1;
9763         }
9764
9765       /* Only substitute after seeing the initializing insn.  */
9766       if (init_insn && insn != init_insn)
9767         {       
9768           struct note_reg_stored_arg arg;
9769           rtx array[3];
9770           array[0] = reg_rtx;
9771           array[1] = replacement;
9772           array[2] = insn;
9773
9774           for_each_rtx (&insn, replace_loop_reg, array);
9775           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
9776             replaced_last = 1;
9777
9778           /* Stop replacing when REPLACEMENT is modified.  */
9779           arg.reg = replacement;
9780           arg.set_seen = 0;
9781           note_stores (PATTERN (insn), note_reg_stored, &arg);
9782           if (arg.set_seen)
9783             break;
9784         }
9785     }
9786   if (! init_insn)
9787     abort ();
9788   if (apply_change_group ())
9789     {
9790       if (loop_dump_stream)
9791         fprintf (loop_dump_stream, "  Replaced reg %d", regno);
9792       if (store_is_first && replaced_last)
9793         {
9794           PUT_CODE (init_insn, NOTE);
9795           NOTE_LINE_NUMBER (init_insn) = NOTE_INSN_DELETED;
9796           if (loop_dump_stream)
9797             fprintf (loop_dump_stream, ", deleting init_insn (%d)",
9798                      INSN_UID (init_insn));
9799         }
9800       if (loop_dump_stream)
9801         fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
9802     }
9803 }
9804
9805 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9806    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9807    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9808    and the MEM we are currently replacing.  */
9809
9810 static int
9811 replace_loop_mem (mem, data)
9812      rtx *mem;
9813      void *data;
9814 {
9815   rtx_and_int *ri; 
9816   rtx insn;
9817   int i;
9818   rtx m = *mem;
9819
9820   if (m == NULL_RTX)
9821     return 0;
9822
9823   switch (GET_CODE (m))
9824     {
9825     case MEM:
9826       break;
9827
9828     case CONST_DOUBLE:
9829       /* We're not interested in the MEM associated with a
9830          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9831       return -1;
9832
9833     default:
9834       /* This is not a MEM.  */
9835       return 0;
9836     }
9837
9838   ri = (rtx_and_int*) data;
9839   i = ri->i;
9840
9841   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9842     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9843     return 0;
9844
9845   insn = ri->r;
9846
9847   /* Actually replace the MEM.  */
9848   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9849
9850   return 0;
9851 }
9852
9853 /* Replace one register with another.  Called through for_each_rtx; PX points
9854    to the rtx being scanned.  DATA is actually an array of three rtx's; the
9855    first one is the one to be replaced, and the second one the replacement.
9856    The third one is the current insn.  */
9857
9858 static int
9859 replace_loop_reg (px, data)
9860      rtx *px;
9861      void *data;
9862 {
9863   rtx x = *px;
9864   rtx *array = (rtx *)data;
9865
9866   if (x == NULL_RTX)
9867     return 0;
9868
9869   if (x == array[0])
9870     validate_change (array[2], px, array[1], 1);
9871
9872   return 0;
9873 }
9874
9875 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9876    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9877    respectively.  */
9878
9879 static int
9880 replace_label (x, data)
9881      rtx *x;
9882      void *data;
9883 {
9884   rtx l = *x;
9885   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9886   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9887
9888   if (l == NULL_RTX)
9889     return 0;
9890
9891   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9892     return 0;
9893
9894   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9895     return 0;
9896   
9897   XEXP (l, 0) = new_label;
9898   ++LABEL_NUSES (new_label);
9899   --LABEL_NUSES (old_label);
9900
9901   return 0;
9902 }