gcc/loop.c

   1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
   2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-98, 1999 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4 This file is part of GNU CC.
   5
   6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   9 any later version.
  10
  11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
  12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 GNU General Public License for more details.
  15
  16 You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
  18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
  19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  20
  21
  22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
  23    It finds invariant computations within loops and moves them
  24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
  25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
  26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
  27    the basic induction variables.
  28
  29    It also finds cases where
  30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
  31    and changes these to zero the entire register once before the loop
  32    and merely copy the low part within the loop.
  33
  34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
  35    while to do these things.  */
  36
  37 #include "config.h"
  38 #include "system.h"
  39 #include "rtl.h"
  40 #include "obstack.h"
  41 #include "expr.h"
  42 #include "insn-config.h"
  43 #include "insn-flags.h"
  44 #include "regs.h"
  45 #include "hard-reg-set.h"
  46 #include "recog.h"
  47 #include "flags.h"
  48 #include "real.h"
  49 #include "loop.h"
  50 #include "except.h"
  51 #include "toplev.h"
  52
  53 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
  54    The luids are like uids but increase monotonically always.
  55    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
  56
  57 int *uid_luid;
  58
  59 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
  60    number the insn is contained in.  */
  61
  62 int *uid_loop_num;
  63
  64 /* 1 + largest uid of any insn.  */
  65
  66 int max_uid_for_loop;
  67
  68 /* 1 + luid of last insn.  */
  69
  70 static int max_luid;
  71
  72 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
  73    next few tables.  */
  74
  75 static int max_loop_num;
  76
  77 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
  78
  79 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
  80
  81 /* Likewise for the continue insn */
  82 static rtx *loop_number_loop_cont;
  83
  84 /* The first code_label that is reached in every loop iteration.
  85    0 when not computed yet, initially const0_rtx if a jump couldn't be
  86    followed.
  87    Also set to 0 when there is no such label before the NOTE_INSN_LOOP_CONT
  88    of this loop, or in verify_dominator, if a jump couldn't be followed.  */
  89 static rtx *loop_number_cont_dominator;
  90
  91 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
  92
  93 int *loop_outer_loop;
  94
  95 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
  96 /* Records whether resource in use by inner loop.  */
  97
  98 int *loop_used_count_register;
  99 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 100
 101 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
 102    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
 103
 104 static char *loop_invalid;
 105
 106 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
 107    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
 108    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
 109
 110    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
 111    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
 112    return, so the presense of a return does not affect any of the
 113    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
 114    instructions on this list.  */
 115
 116 rtx *loop_number_exit_labels;
 117
 118 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
 119    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
 120
 121 int *loop_number_exit_count;
 122
 123 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
 124
 125 static int loop_has_call;
 126
 127 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
 128    loop.  */
 129
 130 static int loop_has_volatile;
 131
 132 /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
 133
 134 static int loop_has_tablejump;
 135
 136 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
 137    current loop.  A continue statement will generate a branch to
 138    NEXT_INSN (loop_continue).  */
 139
 140 static rtx loop_continue;
 141
 142 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
 143    is set during the loop being scanned.
 144    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
 145    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
 146    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
 147    not known equal to a constant.
 148    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
 149    while the failed candidates have the original number of times set.
 150
 151    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
 152    < 0 a conditionally invariant one.  */
 153
 154 static varray_type set_in_loop;
 155
 156 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
 157    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
 158    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
 159
 160 static varray_type n_times_set;
 161
 162 /* Index by register number, 1 indicates that the register
 163    cannot be moved or strength reduced.  */
 164
 165 static varray_type may_not_optimize;
 166
 167 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
 168    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
 169
 170 static varray_type reg_single_usage;
 171
 172 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
 173    This reduces the desire to move it out of another.  */
 174
 175 static char *moved_once;
 176
 177 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
 178
 179 static rtx loop_store_mems;
 180
 181 /* The insn where the first of these was found.  */
 182 static rtx first_loop_store_insn;
 183
 184 typedef struct loop_mem_info {
 185   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
 186   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
 187   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
 188 } loop_mem_info;
 189
 190 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
 191    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
 192    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
 193    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
 194
 195 static loop_mem_info *loop_mems;
 196
 197 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
 198
 199 static int loop_mems_idx;
 200
 201 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
 202
 203 static int loop_mems_allocated;
 204
 205 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
 206    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
 207    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
 208
 209 static int unknown_address_altered;
 210
 211 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
 212 static int num_movables;
 213
 214 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
 215 static int num_mem_sets;
 216
 217 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
 218 static int loops_enclosed;
 219
 220 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
 221    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
 222 int max_reg_before_loop;
 223
 224 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
 225    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
 226    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
 227    that array.  */
 228
 229 static struct obstack temp_obstack;
 230
 231 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
 232
 233 extern struct obstack *rtl_obstack;
 234
 235 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
 236 #define obstack_chunk_free free
 237 \f
 238 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
 239    is made to record all the movable insns found.
 240    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
 241
 242 struct movable
 243 {
 244   rtx insn;                     /* A movable insn */
 245   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
 246   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
 247   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
 248                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
 249   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
 250                                    that must be moved with this one.  */
 251   int regno;                    /* The register it sets */
 252   short lifetime;               /* lifetime of that register;
 253                                    may be adjusted when matching movables
 254                                    that load the same value are found.  */
 255   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
 256                                    including other movables that force this
 257                                    or match this one.  */
 258   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
 259   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
 260   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
 261                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
 262                    that the reg is live outside the range from where it is set
 263                    to the following label.  */
 264   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
 265
 266   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
 267                                    In particular, moving it does not make it
 268                                    invariant.  */
 269   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
 270                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
 271   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
 272                                     first insn of a consecutive sets group.  */
 273   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
 274   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
 275                                    that we should avoid changing when clearing
 276                                    the rest of the reg.  */
 277   struct movable *match;        /* First entry for same value */
 278   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
 279   struct movable *next;
 280 };
 281
 282 static struct movable *the_movables;
 283
 284 FILE *loop_dump_stream;
 285
 286 /* Forward declarations.  */
 287
 288 static void verify_dominator PROTO((int));
 289 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
 290 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
 291 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx));
 292 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
 293 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
 294 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
 295 static void count_one_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
 296
 297 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
 298                                        int *, int));
 299 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
 300 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
 301 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, int, int));
 302 #if 0
 303 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
 304 #endif
 305 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
 306 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
 307 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
 308 static void force_movables PROTO((struct movable *));
 309 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
 310 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 311 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 312 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
 313 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
 314 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
 315 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx, rtx, int, int));
 316 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, varray_type));
 317 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
 318 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, rtx, rtx));
 319 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *, int, int));
 320 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx,
 321                                      unsigned HOST_WIDE_INT));
 322 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, rtx *, rtx, rtx));
 323 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
 324 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **));
 325 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
 326 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
 327 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
 328 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx, struct loop_info *));
 329 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
 330 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
 331 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
 332 struct recombine_givs_stats;
 333 static int find_life_end PROTO((rtx, struct recombine_givs_stats *, rtx, rtx));
 334 static void recombine_givs PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int));
 335 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
 336 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
 337 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
 338 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
 339 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
 340 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
 341 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 342 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
 343                                                        rtx, int *));
 344 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 345 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 346 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 347 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
 348
 349 typedef struct rtx_and_int {
 350   rtx r;
 351   int i;
 352 } rtx_and_int;
 353
 354 typedef struct rtx_pair {
 355   rtx r1;
 356   rtx r2;
 357 } rtx_pair;
 358
 359 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
 360 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
 361   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
 362    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
 363    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
 364
 365 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 366 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
 367 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
 368
 369 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
 370 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
 371 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 372
 373 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
 374 int indirect_jump_in_function = 0;
 375 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
 376
 377 static int compute_luids PROTO((rtx, rtx, int));
 378
 379 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PROTO((struct induction *,
 380                                                    struct induction *, rtx));
 381 \f
 382 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
 383 static int add_cost;
 384 #if 0
 385 static int shift_cost;
 386 static int mult_cost;
 387 #endif
 388
 389 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
 390    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
 391 static int copy_cost;
 392
 393 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
 394 static int reg_address_cost;
 395
 396
 397 void
 398 init_loop ()
 399 {
 400   char *free_point = (char *) oballoc (1);
 401   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
 402
 403   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
 404
 405 #ifdef ADDRESS_COST
 406   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
 407 #else
 408   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
 409 #endif
 410
 411   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
 412      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
 413      will be far less than the cost of an add.  */
 414
 415   copy_cost = 2 * 2;
 416
 417   /* Free the objects we just allocated.  */
 418   obfree (free_point);
 419
 420   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
 421   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
 422 }
 423 \f
 424 /* Compute the mapping from uids to luids.
 425    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
 426    except that luids increase monotonically through the code.
 427    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
 428    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
 429 static int
 430 compute_luids (start, end, prev_luid)
 431      rtx start, end;
 432      int prev_luid;
 433 {
 434   int i;
 435   rtx insn;
 436
 437   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
 438     {
 439       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
 440         continue;
 441       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
 442          luids between two insns is not affected by -g.  */
 443       if (GET_CODE (insn) != NOTE
 444           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
 445         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
 446       else
 447         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
 448         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
 449     }
 450   return i + 1;
 451 }
 452 \f
 453 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
 454    on the current function.  F is the first insn of the function
 455    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
 456    (or 0 if none should be output).  */
 457
 458 void
 459 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
 460      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
 461      rtx f;
 462      FILE *dumpfile;
 463      int unroll_p, bct_p;
 464 {
 465   register rtx insn;
 466   register int i;
 467
 468   loop_dump_stream = dumpfile;
 469
 470   init_recog_no_volatile ();
 471
 472   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
 473
 474   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
 475   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
 476
 477   regs_may_share = 0;
 478
 479   /* Count the number of loops.  */
 480
 481   max_loop_num = 0;
 482   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
 483     {
 484       if (GET_CODE (insn) == NOTE
 485           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
 486         max_loop_num++;
 487     }
 488
 489   /* Don't waste time if no loops.  */
 490   if (max_loop_num == 0)
 491     return;
 492
 493   /* Get size to use for tables indexed by uids.
 494      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
 495   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
 496
 497   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 498   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 499
 500   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 501   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 502
 503   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
 504      not be zeroed.  */
 505   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 506   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 507   loop_number_loop_cont = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 508   loop_number_cont_dominator = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 509   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 510   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
 511   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 512   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 513
 514 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 515   /* Allocate for BCT optimization */
 516   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 517   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
 518 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 519
 520   /* Find and process each loop.
 521      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
 522   find_and_verify_loops (f);
 523
 524   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
 525      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
 526      function.  */
 527   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
 528
 529   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
 530      will have entries in the register tables.
 531
 532      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
 533      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
 534   init_alias_analysis ();
 535
 536   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
 537      one more that the maximum uid of all insn.  */
 538   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
 539     abort ();
 540   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
 541   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
 542
 543   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it might
 544      have rearranged code afterwards, so we need to recompute the luids now.  */
 545   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
 546
 547   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
 548      deleted.  It is possible that the first or last insn
 549      using some register has been deleted by cross-jumping.
 550      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
 551      points to the general area where that insn used to be.  */
 552   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 553     {
 554       uid_luid[0] = uid_luid[i];
 555       if (uid_luid[0] != 0)
 556         break;
 557     }
 558   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 559     if (uid_luid[i] == 0)
 560       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
 561
 562   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
 563   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 564     find_loop_tree_blocks ();
 565
 566   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
 567      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
 568   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
 569
 570   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
 571      before outer ones.  */
 572   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
 573     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
 574       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
 575                  loop_number_loop_cont[i], unroll_p, bct_p);
 576
 577   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
 578      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
 579      to one mapping will remain.  */
 580   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 581     unroll_block_trees ();
 582
 583   end_alias_analysis ();
 584 }
 585 \f
 586 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
 587    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
 588    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
 589    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
 590    bottom.  */
 591
 592 static rtx
 593 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
 594      rtx insn;
 595      rtx start;
 596      rtx end;
 597      rtx loop_top;
 598 {
 599   insn = NEXT_INSN (insn);
 600
 601   if (insn == end)
 602     {
 603       if (loop_top)
 604         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
 605         insn = loop_top;
 606       else
 607         /* We're done.  */
 608         insn = NULL_RTX;
 609     }
 610
 611   if (insn == start)
 612     /* We're done.  */
 613     insn = NULL_RTX;
 614
 615   return insn;
 616 }
 617
 618 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
 619    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
 620    NOTE_INSN_LOOP_END.
 621    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
 622
 623 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
 624    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
 625    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
 626    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
 627    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
 628
 629 static void
 630 scan_loop (loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
 631      rtx loop_start, end, loop_cont;
 632      int unroll_p, bct_p;
 633 {
 634   register int i;
 635   rtx p;
 636   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
 637   int maybe_never = 0;
 638   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
 639      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
 640   int call_passed = 0;
 641   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
 642      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
 643   rtx loop_top = 0;
 644   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
 645   rtx loop_entry_jump = 0;
 646   /* Place in the loop where control enters.  */
 647   rtx scan_start;
 648   /* Number of insns in the loop.  */
 649   int insn_count;
 650   int in_libcall = 0;
 651   int tem;
 652   rtx temp;
 653   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
 654   rtx set, set1;
 655   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
 656   struct movable *movables = 0;
 657   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
 658   struct movable *last_movable = 0;
 659   /* Ratio of extra register life span we can justify
 660      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
 661      since in that case saving an insn makes more difference
 662      and more registers are available.  */
 663   int threshold;
 664   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
 665   int loop_depth = 0;
 666   int nregs;
 667
 668   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
 669      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
 670      that is too complex to duplicate in front of the loop.
 671
 672      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
 673      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
 674      (because we might have a loop executed only once that contains a
 675      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
 676      (in case we have a degenerate loop).
 677
 678      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
 679      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
 680      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
 681      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
 682      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
 683
 684   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
 685        p != end
 686          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
 687          && (GET_CODE (p) != NOTE
 688              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
 689                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
 690        p = NEXT_INSN (p))
 691     ;
 692
 693   scan_start = p;
 694
 695   /* Set up variables describing this loop.  */
 696   prescan_loop (loop_start, end);
 697   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
 698
 699   /* If loop has a jump before the first label,
 700      the true entry is the target of that jump.
 701      Start scan from there.
 702      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
 703      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
 704   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
 705     {
 706       loop_entry_jump = p;
 707
 708       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
 709       if (simplejump_p (p)
 710           && JUMP_LABEL (p) != 0
 711           /* Check to see whether the jump actually
 712              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
 713              This case can happen for things like
 714              do {..} while (0).  If this label was generated previously
 715              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
 716              the loop.  */
 717           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
 718         {
 719           loop_top = next_label (scan_start);
 720           scan_start = JUMP_LABEL (p);
 721         }
 722     }
 723
 724   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
 725      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
 726      test may never be true, but it's best to play it safe.)
 727
 728      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
 729      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
 730      test above.  */
 731
 732   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
 733       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
 734     {
 735       if (loop_dump_stream)
 736         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
 737                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
 738       return;
 739     }
 740
 741   /* Count number of times each reg is set during this loop.
 742      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
 743      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
 744
 745   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
 746      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
 747      that even after the moving of movables creates some new registers
 748      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
 749      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
 750   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
 751   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
 752   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
 753   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
 754   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
 755
 756   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
 757                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
 758
 759   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
 760     {
 761       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 762       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
 763     }
 764
 765 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
 766   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
 767      create CCmode register copies.  */
 768   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
 769     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
 770       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 771 #endif
 772
 773   bcopy ((char *) &set_in_loop->data,
 774          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
 775
 776   if (loop_dump_stream)
 777     {
 778       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
 779                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
 780       if (loop_continue)
 781         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
 782                  INSN_UID (loop_continue));
 783     }
 784
 785   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
 786      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
 787      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
 788      We consider whether subsequent insns use the reg
 789      in deciding whether it is worth actually moving.
 790
 791      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
 792      and therefore it is possible that the insns we are scanning
 793      would never be executed.  At such times, we must make sure
 794      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
 795      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
 796      so that is not a problem.  */
 797
 798   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
 799        p != NULL_RTX;
 800        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
 801     {
 802       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 803           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
 804         in_libcall = 1;
 805       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 806                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 807         in_libcall = 0;
 808
 809       if (GET_CODE (p) == INSN
 810           && (set = single_set (p))
 811           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
 812           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
 813         {
 814           int tem1 = 0;
 815           int tem2 = 0;
 816           int move_insn = 0;
 817           rtx src = SET_SRC (set);
 818           rtx dependencies = 0;
 819
 820           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
 821              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
 822              specified, use it as the source and mark that we should move
 823              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
 824              insn.
 825
 826              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
 827              is present.  */
 828           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 829           if (temp)
 830             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 831           else
 832             {
 833               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 834               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 835                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 836               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 837                 {
 838                   src = XEXP (temp, 0);
 839                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
 840                      the equivalent expression.  To move the libcall,
 841                      we must move those regs too.  */
 842                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
 843                 }
 844             }
 845
 846           /* Don't try to optimize a register that was made
 847              by loop-optimization for an inner loop.
 848              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
 849           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
 850             ;
 851           else if (/* The register is used in basic blocks other
 852                       than the one where it is set (meaning that
 853                       something after this point in the loop might
 854                       depend on its value before the set).  */
 855                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
 856                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
 857                       the loop starts, or the value before the set is
 858                       needed before the set occurs...
 859
 860                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
 861                       by the fact that the previous test will often fail for
 862                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
 863                       each time for register usage, we should build tables
 864                       of the register usage and use them here instead.  */
 865                    && (maybe_never
 866                        || loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
 867                                                   scan_start, end)))
 868             /* It is unsafe to move the set.
 869
 870                This code used to consider it OK to move a set of a variable
 871                which was not created by the user and not used in an exit test.
 872                That behavior is incorrect and was removed.  */
 873             ;
 874           else if ((tem = invariant_p (src))
 875                    && (dependencies == 0
 876                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
 877                    && (VARRAY_INT (set_in_loop,
 878                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
 879                        || (tem1
 880                            = consec_sets_invariant_p
 881                            (SET_DEST (set),
 882                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
 883                             p)))
 884                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
 885                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
 886                       once loop is entered.  Even a function call might
 887                       prevent the trap insn from being reached
 888                       (since it might exit!)  */
 889                    && ! ((maybe_never || call_passed)
 890                          && may_trap_p (src)))
 891             {
 892               register struct movable *m;
 893               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
 894
 895               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
 896                  can be combined as long as they are both in the loop, but
 897                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
 898                  this can lose.  The most common case of this is the address
 899                  of a function being called.
 900
 901                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
 902                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
 903                  we can replace the usage of this register with the source
 904                  of this SET.  If we can, delete this insn.
 905
 906                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
 907                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
 908
 909               if (loop_has_call
 910                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
 911                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
 912                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
 913                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
 914                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
 915                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
 916                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
 917                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
 918                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
 919                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
 920                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
 921                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
 922                      a call-clobbered register and the life of REGNO
 923                      might span a call.  */
 924                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
 925                                            VARRAY_RTX
 926                                            (reg_single_usage, regno))
 927                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 928                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
 929                                            VARRAY_RTX
 930                                            (reg_single_usage, regno)))
 931                 {
 932                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
 933                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
 934                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
 935                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 936                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
 937                                               (reg_single_usage, regno)),
 938                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
 939
 940                   PUT_CODE (p, NOTE);
 941                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
 942                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
 943                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
 944                   continue;
 945                 }
 946
 947               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
 948               m->next = 0;
 949               m->insn = p;
 950               m->set_src = src;
 951               m->dependencies = dependencies;
 952               m->set_dest = SET_DEST (set);
 953               m->force = 0;
 954               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop,
 955                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
 956               m->done = 0;
 957               m->forces = 0;
 958               m->partial = 0;
 959               m->move_insn = move_insn;
 960               m->move_insn_first = 0;
 961               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
 962               m->savemode = VOIDmode;
 963               m->regno = regno;
 964               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
 965                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
 966               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
 967               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] > INSN_LUID (end)
 968                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
 969               m->match = 0;
 970               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
 971                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
 972               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
 973               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 974                 m->savings += libcall_benefit (p);
 975               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
 976               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
 977               if (movables == 0)
 978                 movables = m;
 979               else
 980                 last_movable->next = m;
 981               last_movable = m;
 982
 983               if (m->consec > 0)
 984                 {
 985                   /* It is possible for the first instruction to have a
 986                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
 987                      remember the status of the first instruction in case
 988                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
 989                   m->move_insn_first = m->move_insn;
 990
 991                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
 992                   p = next_nonnote_insn (p);
 993                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
 994                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
 995                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
 996                   p = prev_nonnote_insn (p);
 997
 998                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
 999                      m->set_src to correspond to the effects of all the
1000                      insns.  */
1001                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1002                   if (temp)
1003                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1004                   else
1005                     {
1006                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1007                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1008                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1009                       else
1010                         m->move_insn = 0;
1011
1012                     }
1013                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1014                 }
1015             }
1016           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1017              or set to zero, then its high bytes are constant.
1018              So clear them outside the loop and within the loop
1019              just load the low bytes.
1020              We must check that the machine has an instruction to do so.
1021              Also, if the value loaded into the register
1022              depends on the same register, this cannot be done.  */
1023           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1024                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
1025                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1026                    && GET_CODE (set1) == SET
1027                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1028                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1029                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1030                        == SET_DEST (set))
1031                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1032             {
1033               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1034               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
1035                 {
1036                   register struct movable *m;
1037                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1038                   m->next = 0;
1039                   m->insn = p;
1040                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1041                   m->dependencies = 0;
1042                   m->force = 0;
1043                   m->consec = 0;
1044                   m->done = 0;
1045                   m->forces = 0;
1046                   m->move_insn = 0;
1047                   m->move_insn_first = 0;
1048                   m->partial = 1;
1049                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1050                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1051                      Not even if the reg is used only within this loop.
1052                      Consider this:
1053                      while (1)
1054                        while (s != t) {
1055                          if (foo ()) x = *s;
1056                          use (x);
1057                        }
1058                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1059                      being saved from the last time around the outer loop.
1060                      However, if the reg is not used outside this loop
1061                      and all uses of the register are in the same
1062                      basic block as the store, there is no problem.
1063
1064                      If this insn was made by loop, we don't know its
1065                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1066                      assumption.  */
1067                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1068                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1069                                    > INSN_LUID (end))
1070                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1071                                    < INSN_LUID (p))
1072                                || (labels_in_range_p
1073                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1074                   if (maybe_never && m->global)
1075                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1076                   else
1077                     m->savemode = VOIDmode;
1078                   m->regno = regno;
1079                   m->cond = 0;
1080                   m->match = 0;
1081                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1082                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1083                   m->savings = 1;
1084                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1085                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1086                   if (movables == 0)
1087                     movables = m;
1088                   else
1089                     last_movable->next = m;
1090                   last_movable = m;
1091                 }
1092             }
1093         }
1094       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1095          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1096          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1097          so they don't count.  */
1098       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1099         call_passed = 1;
1100       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1101          can't count on whether or how many times they will be
1102          executed during each iteration.  Therefore, we can
1103          only move out sets of trivial variables
1104          (those not used after the loop).  */
1105       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1106       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1107                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1108                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1109                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1110                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1111                   followed a by barrier then loop end.  */
1112                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
1113                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
1114                      && simplejump_p (p)))
1115         maybe_never = 1;
1116       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1117         {
1118           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1119              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1120              code has been duplicated.  */
1121           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1122             maybe_never = call_passed = 0;
1123           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1124             loop_depth++;
1125           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1126             loop_depth--;
1127         }
1128     }
1129
1130   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1131
1132   ignore_some_movables (movables);
1133
1134   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1135      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1136      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1137      since the second can be moved only if the first is.  */
1138
1139   force_movables (movables);
1140
1141   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1142      If there are, make all but the first point at the first one
1143      through the `match' field, and add the priorities of them
1144      all together as the priority of the first.  */
1145
1146   combine_movables (movables, nregs);
1147
1148   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1149      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1150
1151      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1152      optimizing for code size.  */
1153
1154   if (! optimize_size)
1155     move_movables (movables, threshold,
1156                    insn_count, loop_start, end, nregs);
1157
1158   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1159      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1160   for (i = 0; i < nregs; i++)
1161     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1162       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1163
1164   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1165      hoist even more memory references.  */
1166   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1167                                        loop_start, &insn_count);
1168
1169   if (flag_strength_reduce)
1170     {
1171       the_movables = movables;
1172       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1173                        insn_count, loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p);
1174     }
1175
1176   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1177   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1178   VARRAY_FREE (n_times_set);
1179   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1180 }
1181 \f
1182 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1183    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1184
1185 void
1186 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1187      rtx in_this, not_in_this;
1188      rtx *output;
1189 {
1190   enum rtx_code code;
1191   char *fmt;
1192   int i;
1193
1194   code = GET_CODE (in_this);
1195
1196   switch (code)
1197     {
1198     case PC:
1199     case CC0:
1200     case CONST_INT:
1201     case CONST_DOUBLE:
1202     case CONST:
1203     case SYMBOL_REF:
1204     case LABEL_REF:
1205       return;
1206
1207     case REG:
1208       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1209           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1210         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1211       return;
1212
1213     default:
1214       break;
1215     }
1216
1217   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1218   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1219     {
1220       int j;
1221
1222       switch (fmt[i])
1223         {
1224         case 'E':
1225           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1226             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1227           break;
1228
1229         case 'e':
1230           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1231           break;
1232         }
1233     }
1234 }
1235 \f
1236 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1237    aside from those mentioned in the equivalent value.
1238    If there are none, return 0.
1239    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1240
1241 rtx
1242 libcall_other_reg (insn, equiv)
1243      rtx insn, equiv;
1244 {
1245   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1246   rtx p = XEXP (note, 0);
1247   rtx output = 0;
1248
1249   /* First, find all the regs used in the libcall block
1250      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1251
1252   while (p != insn)
1253     {
1254       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1255           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1256         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1257       p = NEXT_INSN (p);
1258     }
1259
1260   return output;
1261 }
1262 \f
1263 /* Return 1 if all uses of REG
1264    are between INSN and the end of the basic block.  */
1265
1266 static int
1267 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1268      rtx insn, reg;
1269 {
1270   int regno = REGNO (reg);
1271   rtx p;
1272
1273   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1274     return 0;
1275
1276   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1277   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1278     {
1279       switch (GET_CODE (p))
1280         {
1281         case NOTE:
1282           break;
1283
1284         case INSN:
1285         case CALL_INSN:
1286           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1287           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1288             return 1;
1289           break;
1290
1291         case JUMP_INSN:
1292           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1293           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1294             return 1;
1295           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1296           return 0;
1297
1298         case CODE_LABEL:
1299         case BARRIER:
1300           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1301           return 0;
1302
1303         default:
1304           break;
1305         }
1306     }
1307
1308   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1309   abort ();
1310 }
1311 \f
1312 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1313    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1314    value directly or can contain a library call.  */
1315
1316 static int
1317 libcall_benefit (last)
1318      rtx last;
1319 {
1320   rtx insn;
1321   int benefit = 0;
1322
1323   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1324        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1325     {
1326       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1327         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1328                                    routine.  */
1329       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1330                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1331                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1332         benefit++;
1333     }
1334
1335   return benefit;
1336 }
1337 \f
1338 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1339
1340 static rtx
1341 skip_consec_insns (insn, count)
1342      rtx insn;
1343      int count;
1344 {
1345   for (; count > 0; count--)
1346     {
1347       rtx temp;
1348
1349       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1350       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1351          be an insn here.  */
1352       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1353           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1354         insn = XEXP (temp, 0);
1355
1356       do insn = NEXT_INSN (insn);
1357       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1358     }
1359
1360   return insn;
1361 }
1362
1363 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1364    which is part of another movable.
1365    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1366    was made later and so appears later on the chain.  */
1367
1368 static void
1369 ignore_some_movables (movables)
1370      struct movable *movables;
1371 {
1372   register struct movable *m, *m1;
1373
1374   for (m = movables; m; m = m->next)
1375     {
1376       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1377       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1378       if (note)
1379         {
1380           rtx insn;
1381           /* Check for earlier movables inside that range,
1382              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1383              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1384              Rather than reject all such insns from movables, we just
1385              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1386              libcalls aren't that common).  */
1387           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1388             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1389               if (m1->insn == insn)
1390                 m1->done = 1;
1391         }
1392     }
1393 }
1394
1395 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1396    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1397    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1398    since the second can be moved only if the first is.  */
1399
1400 static void
1401 force_movables (movables)
1402      struct movable *movables;
1403 {
1404   register struct movable *m, *m1;
1405   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1406     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1407     if (!m1->partial && !m1->done)
1408       {
1409         int regno = m1->regno;
1410         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1411           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1412              register of M1 to be used after this insn?
1413              Since CSE does not update regno_last_uid,
1414              this insn M->insn might not be where it dies.
1415              But very likely this doesn't matter; what matters is
1416              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1417           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1418               && !m->done)
1419             break;
1420         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1421             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1422             && m->consec == 0)
1423           m = 0;
1424
1425         /* Increase the priority of the moving the first insn
1426            since it permits the second to be moved as well.  */
1427         if (m != 0)
1428           {
1429             m->forces = m1;
1430             m1->lifetime += m->lifetime;
1431             m1->savings += m->savings;
1432           }
1433       }
1434 }
1435 \f
1436 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1437    one register.  */
1438
1439 static void
1440 combine_movables (movables, nregs)
1441      struct movable *movables;
1442      int nregs;
1443 {
1444   register struct movable *m;
1445   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1446   enum machine_mode mode;
1447
1448   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1449      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1450   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1451
1452   for (m = movables; m; m = m->next)
1453     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1454       {
1455         register struct movable *m1;
1456         int regno = m->regno;
1457
1458         bzero (matched_regs, nregs);
1459         matched_regs[regno] = 1;
1460
1461         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1462            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1463         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1464           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1465               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1466               && !m1->global
1467               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1468               && !m1->partial
1469               && (matched_regs[m1->regno]
1470                   ||
1471                   (
1472                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1473                       same constant only if the modes are the same or
1474                       if both are integer modes with M wider or the same
1475                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1476                       safe, since the only case of differing destination
1477                       modes with equal sources is when both sources are
1478                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1479                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1480                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1481                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1482                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1483                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1484                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1485                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1486                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1487                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1488                                                 movables))))
1489               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1490                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1491             {
1492               m->lifetime += m1->lifetime;
1493               m->savings += m1->savings;
1494               m1->done = 1;
1495               m1->match = m;
1496               matched_regs[m1->regno] = 1;
1497             }
1498       }
1499
1500   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1501      This can be done for those not marked `global'
1502      provided their lives don't overlap.  */
1503
1504   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1505        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1506     {
1507       register struct movable *m0 = 0;
1508
1509       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1510          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1511       for (m = movables; m; m = m->next)
1512         if (m->partial && ! m->global
1513             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1514           {
1515             register struct movable *m1;
1516             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1517             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1518
1519             if (m0 == 0)
1520               {
1521                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1522                 m0 = m;
1523                   continue;
1524               }
1525
1526             /* Make sure they extend to the same mode.
1527                (Almost always true.)  */
1528             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1529                 continue;
1530
1531             /* We already have one: check for overlap with those
1532                already combined together.  */
1533             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1534               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1535                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1536                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1537                   goto overlap;
1538
1539             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1540             m0->lifetime += m->lifetime;
1541             m0->savings += m->savings;
1542             m->done = 1;
1543             m->match = m0;
1544
1545           overlap: ;
1546           }
1547     }
1548 }
1549 \f
1550 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1551
1552 static int
1553 regs_match_p (x, y, movables)
1554      rtx x, y;
1555      struct movable *movables;
1556 {
1557   int xn = REGNO (x);
1558   int yn = REGNO (y);
1559   struct movable *mx, *my;
1560
1561   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1562     if (mx->regno == xn)
1563       break;
1564
1565   for (my = movables; my; my = my->next)
1566     if (my->regno == yn)
1567       break;
1568
1569   return (mx && my
1570           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1571               || mx->match == my
1572               || mx == my->match));
1573 }
1574
1575 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1576    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1577
1578    If two registers are matching movables or a movable register and an
1579    equivalent constant, consider them equal.  */
1580
1581 static int
1582 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1583      rtx x, y;
1584      struct movable *movables;
1585 {
1586   register int i;
1587   register int j;
1588   register struct movable *m;
1589   register enum rtx_code code;
1590   register char *fmt;
1591
1592   if (x == y)
1593     return 1;
1594   if (x == 0 || y == 0)
1595     return 0;
1596
1597   code = GET_CODE (x);
1598
1599   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1600      equal.  */
1601   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1602       && CONSTANT_P (y))
1603     {
1604       for (m = movables; m; m = m->next)
1605         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1606             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1607           return 1;
1608     }
1609   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1610            && CONSTANT_P (x))
1611     {
1612       for (m = movables; m; m = m->next)
1613         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1614             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1615           return 1;
1616     }
1617
1618   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1619   if (code != GET_CODE (y))
1620     return 0;
1621
1622   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1623      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1624
1625   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1626     return 0;
1627
1628   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1629   if (code == REG)
1630     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1631
1632   if (code == LABEL_REF)
1633     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1634   if (code == SYMBOL_REF)
1635     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1636
1637   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1638      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1639
1640   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1641   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1642     {
1643       switch (fmt[i])
1644         {
1645         case 'w':
1646           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1647             return 0;
1648           break;
1649
1650         case 'i':
1651           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1652             return 0;
1653           break;
1654
1655         case 'E':
1656           /* Two vectors must have the same length.  */
1657           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1658             return 0;
1659
1660           /* And the corresponding elements must match.  */
1661           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1662             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1663               return 0;
1664           break;
1665
1666         case 'e':
1667           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1668             return 0;
1669           break;
1670
1671         case 's':
1672           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1673             return 0;
1674           break;
1675
1676         case 'u':
1677           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1678           break;
1679
1680         case '0':
1681           break;
1682
1683           /* It is believed that rtx's at this level will never
1684              contain anything but integers and other rtx's,
1685              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1686         default:
1687           abort ();
1688         }
1689     }
1690   return 1;
1691 }
1692 \f
1693 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1694   insns in INSNS which use thet reference.  */
1695
1696 static void
1697 add_label_notes (x, insns)
1698      rtx x;
1699      rtx insns;
1700 {
1701   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1702   int i, j;
1703   char *fmt;
1704   rtx insn;
1705
1706   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1707     {
1708       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1709          avoid flow generating (slighly) worse code.
1710
1711          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1712          mark_jump_label for additional information).  */
1713       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1714         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1715           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1716                                                 REG_NOTES (insn));
1717     }
1718
1719   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1720   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1721     {
1722       if (fmt[i] == 'e')
1723         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1724       else if (fmt[i] == 'E')
1725         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1726           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1727     }
1728 }
1729 \f
1730 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1731    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1732    other throughout.  */
1733
1734 static void
1735 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1736      struct movable *movables;
1737      int threshold;
1738      int insn_count;
1739      rtx loop_start;
1740      rtx end;
1741      int nregs;
1742 {
1743   rtx new_start = 0;
1744   register struct movable *m;
1745   register rtx p;
1746   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1747      when we move several insns that load the same value
1748      into different pseudo-registers.  */
1749   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1750   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1751
1752   bzero (already_moved, nregs);
1753   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1754
1755   num_movables = 0;
1756
1757   for (m = movables; m; m = m->next)
1758     {
1759       /* Describe this movable insn.  */
1760
1761       if (loop_dump_stream)
1762         {
1763           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1764                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1765           if (m->consec > 0)
1766             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1767           if (m->cond)
1768             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1769           if (m->force)
1770             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1771           if (m->global)
1772             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1773           if (m->done)
1774             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1775           if (m->move_insn)
1776             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1777           if (m->match)
1778             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1779                      INSN_UID (m->match->insn));
1780           if (m->forces)
1781             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1782                      INSN_UID (m->forces->insn));
1783         }
1784
1785       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1786       num_movables++;
1787
1788       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1789          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1790
1791       if (!m->done
1792           && (! m->cond
1793               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1794                   && (m->dependencies == 0
1795                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1796                   && (m->consec == 0
1797                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1798                                                        m->consec + 1,
1799                                                        m->insn))))
1800           && (! m->forces || m->forces->done))
1801         {
1802           register int regno;
1803           register rtx p;
1804           int savings = m->savings;
1805
1806           /* We have an insn that is safe to move.
1807              Compute its desirability.  */
1808
1809           p = m->insn;
1810           regno = m->regno;
1811
1812           if (loop_dump_stream)
1813             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1814
1815           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1816             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1817
1818           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1819              which is safe only if this one is moved too: that is,
1820              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1821
1822           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1823              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1824              If it's not desirable, it means the loop is so big
1825              that moving won't speed things up much,
1826              and it is liable to make register usage worse.  */
1827
1828           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1829              extra cost because something else was already moved.  */
1830
1831           if (already_moved[regno]
1832               || flag_move_all_movables
1833               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1834                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1835               || (m->forces && m->forces->done
1836                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1837             {
1838               int count;
1839               register struct movable *m1;
1840               rtx first;
1841
1842               /* Now move the insns that set the reg.  */
1843
1844               if (m->partial && m->match)
1845                 {
1846                   rtx newpat, i1;
1847                   rtx r1, r2;
1848                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1849                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1850                      And that reg is loaded with 0 directly,
1851                      since it has ->match == 0.  */
1852                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1853                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1854                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1855                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1856
1857                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1858                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1859                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1860                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1861                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1862                   regs_may_share
1863                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1864                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1865                                                             regs_may_share));
1866                   delete_insn (m->insn);
1867
1868                   if (new_start == 0)
1869                     new_start = i1;
1870
1871                   if (loop_dump_stream)
1872                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1873                 }
1874               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1875                  new move insn, first delete what we have and then emit
1876                  the move insn before the loop.  */
1877               else if (m->move_insn)
1878                 {
1879                   rtx i1, temp;
1880
1881                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1882                     {
1883                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1884                          skip to the end.  */
1885                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1886                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1887                         p = XEXP (temp, 0);
1888
1889                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1890                          delete every insn in the sequence except the last.
1891                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1892                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1893                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1894                         {
1895                           temp = XEXP (temp, 0);
1896                           while (temp != p)
1897                             temp = delete_insn (temp);
1898                         }
1899
1900                       temp = p;
1901                       p = delete_insn (p);
1902
1903                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1904                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1905                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1906                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1907                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1908                          insn stream.  */
1909                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1910                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1911                     }
1912
1913                   start_sequence ();
1914                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1915                   temp = get_insns ();
1916                   end_sequence ();
1917
1918                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1919
1920                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1921                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1922                     REG_NOTES (i1)
1923                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1924                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1925
1926                   if (loop_dump_stream)
1927                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1928
1929                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1930                   threshold -= 3;
1931                 }
1932               else
1933                 {
1934                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1935                     {
1936                       rtx i1, temp;
1937
1938                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1939                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
1940                          be an insn here.  */
1941                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1942                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1943                         p = XEXP (temp, 0);
1944
1945                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1946                          insns except the last before the loop.  The last
1947                          insn is handled in the normal manner.  */
1948                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1949                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1950                         {
1951                           rtx fn_address = 0;
1952                           rtx fn_reg = 0;
1953                           rtx fn_address_insn = 0;
1954
1955                           first = 0;
1956                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1957                                temp = NEXT_INSN (temp))
1958                             {
1959                               rtx body;
1960                               rtx n;
1961                               rtx next;
1962
1963                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1964                                 continue;
1965
1966                               body = PATTERN (temp);
1967
1968                               /* Find the next insn after TEMP,
1969                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1970                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1971                                    next = NEXT_INSN (next))
1972                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1973                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1974                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1975                                   break;
1976
1977                               /* If that is the call, this may be the insn
1978                                  that loads the function address.
1979
1980                                  Extract the function address from the insn
1981                                  that loads it into a register.
1982                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1983
1984                                  So emit a new move insn that copies the
1985                                  function address into the register that the
1986                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1987                                  redundant stores that we have created.  */
1988                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1989                                   && GET_CODE (body) == SET
1990                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1991                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1992                                                          NULL_RTX)))
1993                                 {
1994                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1995                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1996                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1997                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1998                                   fn_address_insn = temp;
1999                                 }
2000                               /* We have the call insn.
2001                                  If it uses the register we suspect it might,
2002                                  load it with the correct address directly.  */
2003                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
2004                                   && fn_address != 0
2005                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2006                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
2007                                                                 fn_address),
2008                                                  fn_address_insn);
2009
2010                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
2011                                 {
2012                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2013                                   /* Because the USAGE information potentially
2014                                      contains objects other than hard registers
2015                                      we need to copy it.  */
2016                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2017                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2018                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2019                                 }
2020                               else
2021                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2022                               if (first == 0)
2023                                 first = i1;
2024                               if (temp == fn_address_insn)
2025                                 fn_address_insn = i1;
2026                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2027                               delete_insn (temp);
2028                             }
2029                           if (new_start == 0)
2030                             new_start = first;
2031                         }
2032                       if (m->savemode != VOIDmode)
2033                         {
2034                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2035                              the bits that are not covered by the mode
2036                              m->savemode.  */
2037                           rtx reg = m->set_dest;
2038                           rtx sequence;
2039                           rtx tem;
2040
2041                           start_sequence ();
2042                           tem = expand_binop
2043                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2044                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2045                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2046                                       - 1),
2047                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2048                           if (tem == 0)
2049                             abort ();
2050                           if (tem != reg)
2051                             emit_move_insn (reg, tem);
2052                           sequence = gen_sequence ();
2053                           end_sequence ();
2054                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2055                         }
2056                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2057                         {
2058                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2059                           /* Because the USAGE information potentially
2060                              contains objects other than hard registers
2061                              we need to copy it.  */
2062                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2063                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2064                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2065                         }
2066                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2067                         {
2068                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2069                              use the REG_EQUAL note.  */
2070                           start_sequence ();
2071                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2072                           temp = get_insns ();
2073                           end_sequence ();
2074
2075                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2076
2077                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2078                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2079                             REG_NOTES (i1)
2080                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2081                                                     : REG_EQUAL),
2082                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2083                         }
2084                       else
2085                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2086
2087                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2088                         {
2089                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2090
2091                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2092                              is not loop invariant, then delete it, since it
2093                              may cause problems with later optimization passes.
2094                              It is possible for cse to create such notes
2095                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2096
2097                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2098                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2099                             remove_note (i1, temp);
2100                         }
2101
2102                       if (new_start == 0)
2103                         new_start = i1;
2104
2105                       if (loop_dump_stream)
2106                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2107                                  INSN_UID (i1));
2108
2109                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2110                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2111                          and REG_RETVAL on I1.  */
2112                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2113                         {
2114                           XEXP (temp, 0) = first;
2115                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2116                           XEXP (temp, 0) = i1;
2117                         }
2118
2119                       temp = p;
2120                       delete_insn (p);
2121                       p = NEXT_INSN (p);
2122
2123                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2124                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2125                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2126                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2127                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2128                          insn stream.  */
2129                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2130                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2131                     }
2132
2133                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2134                   threshold -= 3;
2135                 }
2136
2137               /* Any other movable that loads the same register
2138                  MUST be moved.  */
2139               already_moved[regno] = 1;
2140
2141               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2142               moved_once[regno] = 1;
2143
2144               /* The reg set here is now invariant.  */
2145               if (! m->partial)
2146                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2147
2148               m->done = 1;
2149
2150               /* Change the length-of-life info for the register
2151                  to say it lives at least the full length of this loop.
2152                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2153
2154               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2155                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2156                    We can't use the moved insn because it is out of range
2157                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2158                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2159               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2160                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2161
2162               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2163
2164               if (! m->partial)
2165                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2166                   if (m1->match == m)
2167                     {
2168                       rtx temp;
2169
2170                       /* Schedule the reg loaded by M1
2171                          for replacement so that shares the reg of M.
2172                          If the modes differ (only possible in restricted
2173                          circumstances, make a SUBREG.  */
2174                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2175                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2176                       else
2177                         reg_map[m1->regno]
2178                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2179                                                 m->set_dest);
2180
2181                       /* Get rid of the matching insn
2182                          and prevent further processing of it.  */
2183                       m1->done = 1;
2184
2185                       /* if library call, delete all insn except last, which
2186                          is deleted below */
2187                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2188                                                  NULL_RTX)))
2189                         {
2190                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2191                                temp = NEXT_INSN (temp))
2192                             delete_insn (temp);
2193                         }
2194                       delete_insn (m1->insn);
2195
2196                       /* Any other movable that loads the same register
2197                          MUST be moved.  */
2198                       already_moved[m1->regno] = 1;
2199
2200                       /* The reg merged here is now invariant,
2201                          if the reg it matches is invariant.  */
2202                       if (! m->partial)
2203                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2204                     }
2205             }
2206           else if (loop_dump_stream)
2207             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2208         }
2209       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2210         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2211
2212       if (loop_dump_stream)
2213         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2214     }
2215
2216   if (new_start == 0)
2217     new_start = loop_start;
2218
2219   /* Go through all the instructions in the loop, making
2220      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2221   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2222     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2223         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2224       {
2225         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2226         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2227         INSN_CODE (p) = -1;
2228       }
2229 }
2230 \f
2231 #if 0
2232 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2233    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2234
2235 static void
2236 replace_call_address (x, reg, addr)
2237      rtx x, reg, addr;
2238 {
2239   register enum rtx_code code;
2240   register int i;
2241   register char *fmt;
2242
2243   if (x == 0)
2244     return;
2245   code = GET_CODE (x);
2246   switch (code)
2247     {
2248     case PC:
2249     case CC0:
2250     case CONST_INT:
2251     case CONST_DOUBLE:
2252     case CONST:
2253     case SYMBOL_REF:
2254     case LABEL_REF:
2255     case REG:
2256       return;
2257
2258     case SET:
2259       /* Short cut for very common case.  */
2260       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2261       return;
2262
2263     case CALL:
2264       /* Short cut for very common case.  */
2265       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2266       return;
2267
2268     case MEM:
2269       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2270          something is wrong.  */
2271       if (XEXP (x, 0) != reg)
2272         abort ();
2273       XEXP (x, 0) = addr;
2274       return;
2275
2276     default:
2277       break;
2278     }
2279
2280   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2281   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2282     {
2283       if (fmt[i] == 'e')
2284         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2285       if (fmt[i] == 'E')
2286         {
2287           register int j;
2288           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2289             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2290         }
2291     }
2292 }
2293 #endif
2294 \f
2295 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2296    in the rtx X.  */
2297
2298 static int
2299 count_nonfixed_reads (x)
2300      rtx x;
2301 {
2302   register enum rtx_code code;
2303   register int i;
2304   register char *fmt;
2305   int value;
2306
2307   if (x == 0)
2308     return 0;
2309
2310   code = GET_CODE (x);
2311   switch (code)
2312     {
2313     case PC:
2314     case CC0:
2315     case CONST_INT:
2316     case CONST_DOUBLE:
2317     case CONST:
2318     case SYMBOL_REF:
2319     case LABEL_REF:
2320     case REG:
2321       return 0;
2322
2323     case MEM:
2324       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2325               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2326
2327     default:
2328       break;
2329     }
2330
2331   value = 0;
2332   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2333   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2334     {
2335       if (fmt[i] == 'e')
2336         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2337       if (fmt[i] == 'E')
2338         {
2339           register int j;
2340           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2341             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2342         }
2343     }
2344   return value;
2345 }
2346
2347 \f
2348 #if 0
2349 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2350    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2351    if the machine supports such an instruction,
2352    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2353
2354 static void
2355 constant_high_bytes (p, loop_start)
2356      rtx p, loop_start;
2357 {
2358   register rtx new;
2359   register int insn_code_number;
2360
2361   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2362      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2363
2364   new = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2365                      gen_rtx_STRICT_LOW_PART (VOIDmode,
2366                                               gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2367                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2368                                    0)),
2369                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2370   insn_code_number = recog (new, p);
2371
2372   if (insn_code_number)
2373     {
2374       register int i;
2375
2376       /* Clear destination register before the loop.  */
2377       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, SET_DEST (PATTERN (p)),
2378                                      const0_rtx),
2379                         loop_start);
2380
2381       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2382       PATTERN (p) = new;
2383     }
2384 }
2385 #endif
2386 \f
2387 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2388    `num_mem_sets', `loop_continue', `loops_enclosed', `loop_has_call',
2389    `loop_has_volatile', and `loop_has_tablejump'.
2390    Also, fill in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2391
2392 static void
2393 prescan_loop (start, end)
2394      rtx start, end;
2395 {
2396   register int level = 1;
2397   rtx insn;
2398   int loop_has_multiple_exit_targets = 0;
2399   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2400      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2401      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2402      might end up between the two.  */
2403   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2404   if (exit_target == NULL_RTX || GET_CODE (exit_target) != CODE_LABEL)
2405     loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2406
2407   unknown_address_altered = 0;
2408   loop_has_call = 0;
2409   loop_has_volatile = 0;
2410   loop_has_tablejump = 0;
2411   loop_store_mems = NULL_RTX;
2412   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2413   loop_mems_idx = 0;
2414
2415   num_mem_sets = 0;
2416   loops_enclosed = 1;
2417   loop_continue = 0;
2418
2419   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2420        insn = NEXT_INSN (insn))
2421     {
2422       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2423         {
2424           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2425             {
2426               ++level;
2427               /* Count number of loops contained in this one.  */
2428               loops_enclosed++;
2429             }
2430           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2431             {
2432               --level;
2433               if (level == 0)
2434                 {
2435                   end = insn;
2436                   break;
2437                 }
2438             }
2439           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2440             {
2441               if (level == 1)
2442                 loop_continue = insn;
2443             }
2444         }
2445       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2446         {
2447           if (! CONST_CALL_P (insn))
2448             unknown_address_altered = 1;
2449           loop_has_call = 1;
2450         }
2451       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2452         {
2453           rtx label1 = NULL_RTX;
2454           rtx label2 = NULL_RTX;
2455
2456           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2457             loop_has_volatile = 1;
2458
2459           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2460               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2461                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2462             loop_has_tablejump = 1;
2463
2464           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2465           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2466             first_loop_store_insn = insn;
2467
2468           if (! loop_has_multiple_exit_targets
2469               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2470               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2471               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2472             {
2473               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2474                 {
2475                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2476                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2477                 }
2478               else
2479                 {
2480                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2481                 }
2482
2483               do {
2484                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2485                   {
2486                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2487                       {
2488                         /* Something tricky.  */
2489                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2490                         break;
2491                       }
2492                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2493                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2494                       {
2495                         /* A jump outside the current loop.  */
2496                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2497                         break;
2498                       }
2499                   }
2500
2501                 label1 = label2;
2502                 label2 = NULL_RTX;
2503               } while (label1);
2504             }
2505         }
2506       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2507         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2508     }
2509
2510   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2511   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2512       !unknown_address_altered
2513       /* An exception thrown by a called function might land us
2514          anywhere.  */
2515       && !loop_has_call
2516       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2517          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2518          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2519          require actual function calls.  */
2520       && !current_function_calls_alloca
2521       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2522          end.  */
2523       && !loop_has_multiple_exit_targets)
2524     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2525          insn = NEXT_INSN (insn))
2526       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2527 }
2528 \f
2529 /* LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2530    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2531    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2532    and what we have so far as LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR that has a
2533    target between LOOP_DOMINATOR and the continue note, move
2534    LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2535    destination cannot be determined, clear LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2536
2537 static void
2538 verify_dominator (loop_number)
2539      int loop_number;
2540 {
2541   rtx insn;
2542
2543   if (! loop_number_cont_dominator[loop_number])
2544     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2545        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2546     return;
2547   if (loop_number_cont_dominator[loop_number] == const0_rtx)
2548     {
2549       loop_number_cont_dominator[loop_number] = 0;
2550       return;
2551     }
2552   for (insn = loop_number_loop_starts[loop_number];
2553        insn != loop_number_cont_dominator[loop_number];
2554        insn = NEXT_INSN (insn))
2555     {
2556       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2557           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2558         {
2559           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2560           int label_luid = INSN_LUID (label);
2561
2562           if (! condjump_p (insn)
2563               && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2564             {
2565               loop_number_cont_dominator[loop_number] = NULL_RTX;
2566               return;
2567             }
2568           if (label_luid < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[loop_number])
2569               && (label_luid
2570                   > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator[loop_number])))
2571             loop_number_cont_dominator[loop_number] = label;
2572         }
2573     }
2574 }
2575
2576 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2577    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2578    to from outside the loop.  */
2579
2580 static void
2581 find_and_verify_loops (f)
2582      rtx f;
2583 {
2584   rtx insn, label;
2585   int current_loop = -1;
2586   int next_loop = -1;
2587   int loop;
2588
2589   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2590
2591   /* If there are jumps to undefined labels,
2592      treat them as jumps out of any/all loops.
2593      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2594   uid_loop_num[0] = -1;
2595
2596   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2597      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2598
2599   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2600     {
2601       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2602         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2603           {
2604           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2605             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2606             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2607             loop_number_loop_cont[next_loop] = 0;
2608             loop_number_cont_dominator[next_loop] = 0;
2609             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2610             loop_invalid[next_loop] = 0;
2611             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2612             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2613             current_loop = next_loop;
2614             break;
2615
2616           case NOTE_INSN_SETJMP:
2617             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2618                enclosing loop.  */
2619             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2620               {
2621                 loop_invalid[loop] = 1;
2622                 if (loop_dump_stream)
2623                   fprintf (loop_dump_stream,
2624                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2625                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2626               }
2627             break;
2628
2629           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2630             loop_number_loop_cont[current_loop] = insn;
2631             break;
2632           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2633             if (current_loop == -1)
2634               abort ();
2635
2636             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2637             verify_dominator (current_loop);
2638             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2639             break;
2640
2641           default:
2642             break;
2643           }
2644       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2645          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop_number_loop_dominator.  */
2646       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2647                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2648                && current_loop >= 0)
2649         {
2650           int this_loop;
2651           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2652
2653           if (! condjump_p (insn) && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2654             label = NULL_RTX;
2655
2656           this_loop = current_loop;
2657           do
2658             {
2659               /* First see if we care about this loop.  */
2660               if (loop_number_loop_cont[this_loop]
2661                   && loop_number_cont_dominator[this_loop] != const0_rtx)
2662                 {
2663                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2664                      loop_number_const_dominator.  */
2665                   if (! label)
2666                     loop_number_cont_dominator[this_loop] = const0_rtx;
2667                   else
2668                     /* Check if the destination is between loop start and
2669                        cont.  */
2670                     if ((INSN_LUID (label)
2671                          < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[this_loop]))
2672                         && (INSN_LUID (label)
2673                             > INSN_LUID (loop_number_loop_starts[this_loop]))
2674                         /* And if there is no later destination already
2675                            recorded.  */
2676                         && (! loop_number_cont_dominator[this_loop]
2677                             || (INSN_LUID (label)
2678                                 > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator
2679                                              [this_loop]))))
2680                       loop_number_cont_dominator[this_loop] = label;
2681                 }
2682               this_loop = loop_outer_loop[this_loop];
2683             }
2684           while (this_loop >= 0);
2685         }
2686
2687       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2688          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2689       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2690     }
2691
2692   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2693      because it can be jumped into from anywhere.  */
2694
2695   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2696     {
2697       int loop_num;
2698
2699       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2700            loop_num != -1;
2701            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2702         loop_invalid[loop_num] = 1;
2703     }
2704
2705   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2706      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2707
2708   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2709     {
2710       int loop_num;
2711
2712       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2713            loop_num != -1;
2714            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2715         loop_invalid[loop_num] = 1;
2716     }
2717
2718   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2719      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2720      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2721      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2722      anywhere.
2723
2724      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2725      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
2726      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2727      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2728      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2729      possible second cse pass.  */
2730
2731   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2732     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2733       {
2734         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2735
2736         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2737           {
2738             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2739             if (note)
2740               {
2741                 int loop_num;
2742
2743                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2744                      loop_num != -1;
2745                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2746                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2747               }
2748           }
2749
2750         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2751           continue;
2752
2753         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2754
2755         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2756         if (this_loop_num != -1
2757             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2758                 || (simplejump_p (insn)
2759                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2760                         != this_loop_num)))
2761             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2762           {
2763             rtx p;
2764             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2765             int dest_loop;
2766             int outer_loop = -1;
2767
2768             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2769                or a JUMP_INSN.  */
2770             for (p = PREV_INSN (insn);
2771                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2772                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2773                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2774                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2775                  p = PREV_INSN (p))
2776               ;
2777
2778             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2779                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2780
2781             if (JUMP_LABEL (insn))
2782               {
2783                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2784                 if (dest_loop != -1)
2785                   {
2786                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2787                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2788                       if (outer_loop == this_loop_num)
2789                         break;
2790                   }
2791               }
2792
2793             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2794
2795             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2796                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2797               outer_loop = this_loop_num;
2798
2799             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2800                we have a block of code to try to move.
2801
2802                We look backward and then forward from the target of INSN
2803                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2804                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2805                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2806                and move the block of code to the spot we found.  */
2807
2808             if (outer_loop == -1
2809                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2810                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2811                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2812                    These always indicate compilation errors.  */
2813                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2814                 && condjump_p (p)
2815                 && ! simplejump_p (p)
2816                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2817               {
2818                 rtx target
2819                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2820                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2821                 rtx loc;
2822
2823                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2824                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2825                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2826                     break;
2827
2828                 if (loc == 0)
2829                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2830                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2831                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2832                       break;
2833
2834                 if (loc)
2835                   {
2836                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2837                     rtx new_label = get_label_after (p);
2838
2839                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2840                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2841
2842                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2843                        we can invert P.  */
2844                    if (invert_jump (p, new_label))
2845                      {
2846                        rtx q, r;
2847
2848                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2849                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2850                           path, we'll need to insert an jump around our block
2851                           and a add a BARRIER before TARGET.
2852
2853                           This creates an extra unconditional jump outside
2854                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2855                           executed instructions from inside the loop usually
2856                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2857                           outside the loop.  */
2858                        if (loc == 0)
2859                          {
2860                            rtx temp;
2861
2862                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2863                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2864                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2865                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2866                            loc = emit_barrier_before (target);
2867                          }
2868
2869                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2870                           block after LOC.  */
2871                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2872                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2873
2874                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2875                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2876                             q = NEXT_INSN (q))
2877                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2878
2879                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2880                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2881                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2882                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2883                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2884                        if (JUMP_LABEL (insn))
2885                          {
2886                            int loop_num;
2887
2888                            for (q = 0,
2889                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2890                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2891                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2892                                {
2893                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2894                                  if (q)
2895                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2896                                  else
2897                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2898                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2899                                  break;
2900                                }
2901
2902                            for (loop_num = this_loop_num;
2903                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2904                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2905                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2906
2907                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2908                            if (! r)
2909                              abort ();
2910                          }
2911
2912                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2913                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2914                           The easiest way to do this is to just call
2915                           mark_loop_jump again for P.  */
2916                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2917
2918                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2919                           delete INSN.  */
2920                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2921                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2922                                == next_real_insn (insn)))
2923                          delete_insn (insn);
2924                      }
2925
2926                     /* Continue the loop after where the conditional
2927                        branch used to jump, since the only branch insn
2928                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2929                        branch and hence needs no processing.  */
2930                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2931
2932                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2933                       delete_insn (cond_label);
2934
2935                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2936                     insn = PREV_INSN (insn);
2937                   }
2938               }
2939           }
2940       }
2941 }
2942
2943 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2944    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2945
2946    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2947
2948 static void
2949 mark_loop_jump (x, loop_num)
2950      rtx x;
2951      int loop_num;
2952 {
2953   int dest_loop;
2954   int outer_loop;
2955   int i;
2956
2957   switch (GET_CODE (x))
2958     {
2959     case PC:
2960     case USE:
2961     case CLOBBER:
2962     case REG:
2963     case MEM:
2964     case CONST_INT:
2965     case CONST_DOUBLE:
2966     case RETURN:
2967       return;
2968
2969     case CONST:
2970       /* There could be a label reference in here.  */
2971       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2972       return;
2973
2974     case PLUS:
2975     case MINUS:
2976     case MULT:
2977       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2978       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2979       return;
2980
2981     case LO_SUM:
2982       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
2983       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2984       return;
2985
2986     case SIGN_EXTEND:
2987     case ZERO_EXTEND:
2988       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2989       return;
2990
2991     case LABEL_REF:
2992       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2993
2994       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2995          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2996          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2997          false.  */
2998
2999       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3000          since this does not count as a loop exit.  */
3001       if (dest_loop != -1)
3002         {
3003           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
3004                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3005             if (outer_loop == loop_num)
3006               break;
3007         }
3008       else
3009         outer_loop = -1;
3010
3011       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
3012         {
3013           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3014           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
3015           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
3016
3017           for (outer_loop = loop_num;
3018                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
3019                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3020             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
3021         }
3022
3023       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3024          by it, it invalidates at least one loop.  */
3025
3026       if (dest_loop == -1)
3027         return;
3028
3029       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3030          label, except those that also contain the jump insn.  */
3031
3032       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
3033         {
3034           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3035           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3036                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3037             if (dest_loop == outer_loop)
3038               return;
3039
3040           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3041           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
3042             fprintf (loop_dump_stream,
3043                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3044                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
3045
3046           loop_invalid[dest_loop] = 1;
3047         }
3048       return;
3049
3050     case SET:
3051       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3052       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3053         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
3054       return;
3055
3056     case IF_THEN_ELSE:
3057       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3058       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
3059       return;
3060
3061     case PARALLEL:
3062     case ADDR_VEC:
3063       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3064         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
3065       return;
3066
3067     case ADDR_DIFF_VEC:
3068       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3069         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
3070       return;
3071
3072     default:
3073       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3074          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3075          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3076          loop and any containing loops as invalid.  */
3077       if (loop_num != -1)
3078         {
3079           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3080                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3081             {
3082               if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[outer_loop])
3083                 fprintf (loop_dump_stream,
3084                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3085                          INSN_UID (loop_number_loop_starts[outer_loop]));
3086               loop_invalid[outer_loop] = 1;
3087             }
3088         }
3089       return;
3090     }
3091 }
3092 \f
3093 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3094    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3095    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3096    been previously created by loop.c).  */
3097
3098 static int
3099 labels_in_range_p (insn, end)
3100      rtx insn;
3101      int end;
3102 {
3103   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3104     {
3105       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3106         return 1;
3107       insn = NEXT_INSN (insn);
3108     }
3109
3110   return 0;
3111 }
3112
3113 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3114
3115 static void
3116 note_addr_stored (x, y)
3117      rtx x;
3118      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3119 {
3120   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3121     return;
3122
3123   /* Count number of memory writes.
3124      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3125   num_mem_sets++;
3126
3127   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3128   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3129     unknown_address_altered = 1;
3130
3131   if (unknown_address_altered)
3132     return;
3133
3134   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3135 }
3136 \f
3137 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3138
3139    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3140
3141    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3142    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3143    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3144
3145 int
3146 invariant_p (x)
3147      register rtx x;
3148 {
3149   register int i;
3150   register enum rtx_code code;
3151   register char *fmt;
3152   int conditional = 0;
3153   rtx mem_list_entry;
3154
3155   if (x == 0)
3156     return 1;
3157   code = GET_CODE (x);
3158   switch (code)
3159     {
3160     case CONST_INT:
3161     case CONST_DOUBLE:
3162     case SYMBOL_REF:
3163     case CONST:
3164       return 1;
3165
3166     case LABEL_REF:
3167       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3168          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3169          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3170          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3171          the address of this label into a register might get moved outside
3172          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3173
3174          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3175          labels.  */
3176       if (flag_unroll_loops)
3177         return 0;
3178       else
3179         return 1;
3180
3181     case PC:
3182     case CC0:
3183     case UNSPEC_VOLATILE:
3184       return 0;
3185
3186     case REG:
3187       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3188          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3189
3190       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3191            || x == arg_pointer_rtx)
3192           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3193         return 1;
3194
3195       if (loop_has_call
3196           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3197         return 0;
3198
3199       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3200         return 2;
3201
3202       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3203
3204     case MEM:
3205       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3206          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3207          will be rejected also.  */
3208       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3209         return 0;
3210
3211       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3212          invariant if their address is.  */
3213       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3214         break;
3215
3216       /* If we had a subroutine call, any location in memory could have been
3217          clobbered.  */
3218       if (unknown_address_altered)
3219         return 0;
3220
3221       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3222       mem_list_entry = loop_store_mems;
3223       while (mem_list_entry)
3224         {
3225           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3226                                x, rtx_varies_p))
3227             return 0;
3228           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3229         }
3230
3231       /* It's not invalidated by a store in memory
3232          but we must still verify the address is invariant.  */
3233       break;
3234
3235     case ASM_OPERANDS:
3236       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3237       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3238         return 0;
3239       break;
3240
3241     default:
3242       break;
3243     }
3244
3245   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3246   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3247     {
3248       if (fmt[i] == 'e')
3249         {
3250           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3251           if (tem == 0)
3252             return 0;
3253           if (tem == 2)
3254             conditional = 1;
3255         }
3256       else if (fmt[i] == 'E')
3257         {
3258           register int j;
3259           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3260             {
3261               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3262               if (tem == 0)
3263                 return 0;
3264               if (tem == 2)
3265                 conditional = 1;
3266             }
3267
3268         }
3269     }
3270
3271   return 1 + conditional;
3272 }
3273
3274 \f
3275 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3276    are INSN and the immediately following insns,
3277    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3278    (not counting uses of REG in them).
3279
3280    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3281
3282    We assume that INSN itself is the first set of REG
3283    and that its source is invariant.  */
3284
3285 static int
3286 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3287      int n_sets;
3288      rtx reg, insn;
3289 {
3290   register rtx p = insn;
3291   register int regno = REGNO (reg);
3292   rtx temp;
3293   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3294   int count = n_sets - 1;
3295   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3296   int value = 0;
3297   int this;
3298
3299   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3300   if (n_sets == 127)
3301     return 0;
3302
3303   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3304
3305   while (count > 0)
3306     {
3307       register enum rtx_code code;
3308       rtx set;
3309
3310       p = NEXT_INSN (p);
3311       code = GET_CODE (p);
3312
3313       /* If library call, skip to end of it.  */
3314       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3315         p = XEXP (temp, 0);
3316
3317       this = 0;
3318       if (code == INSN
3319           && (set = single_set (p))
3320           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3321           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3322         {
3323           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3324           if (this != 0)
3325             value |= this;
3326           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3327             {
3328               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3329                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3330                  notes are OK.  */
3331               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3332                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3333                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3334               if (this != 0)
3335                 value |= this;
3336             }
3337         }
3338       if (this != 0)
3339         count--;
3340       else if (code != NOTE)
3341         {
3342           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3343           return 0;
3344         }
3345     }
3346
3347   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3348   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3349   return 1 + (value & 2);
3350 }
3351
3352 #if 0
3353 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3354    to be moved, so we no longer test it.  */
3355
3356 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3357    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3358
3359 static int
3360 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3361      rtx reg, insn;
3362      short *table;
3363 {
3364   register rtx p = insn;
3365   register int regno = REGNO (reg);
3366
3367   while (1)
3368     {
3369       register enum rtx_code code;
3370       p = NEXT_INSN (p);
3371       code = GET_CODE (p);
3372       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3373         return 1;
3374       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3375           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3376           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3377         {
3378           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3379             return 0;
3380         }
3381     }
3382 }
3383 #endif /* 0 */
3384 \f
3385 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3386    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3387    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3388
3389 static void
3390 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3391      rtx insn;
3392      rtx x;
3393      varray_type usage;
3394 {
3395   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3396   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3397   int i, j;
3398
3399   if (code == REG)
3400     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3401       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0
3402          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3403         ? const0_rtx : insn;
3404
3405   else if (code == SET)
3406     {
3407       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3408          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3409          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3410          for it.  */
3411       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3412         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3413       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3414     }
3415   else
3416     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3417       {
3418         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3419           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3420         else if (fmt[i] == 'E')
3421           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3422             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3423       }
3424 }
3425 \f
3426 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3427    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3428
3429 static void
3430 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3431      rtx insn, x;
3432      varray_type may_not_move;
3433      rtx *last_set;
3434 {
3435   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3436     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3437        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3438     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3439
3440   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3441     {
3442       rtx dest = SET_DEST (x);
3443       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3444              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3445              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3446              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3447         dest = XEXP (dest, 0);
3448       if (GET_CODE (dest) == REG)
3449         {
3450           register int regno = REGNO (dest);
3451           /* If this is the first setting of this reg
3452              in current basic block, and it was set before,
3453              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3454              be moved out of the loop.  */
3455           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0
3456               && last_set[regno] == 0)
3457             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3458           /* If this is not first setting in current basic block,
3459              see if reg was used in between previous one and this.
3460              If so, neither one can be moved.  */
3461           if (last_set[regno] != 0
3462               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3463             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3464           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3465             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3466           last_set[regno] = insn;
3467         }
3468     }
3469 }
3470
3471 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3472    that is modified by an insn between FROM and TO.
3473    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3474    stop incrementing it, to avoid overflow.
3475
3476    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3477    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3478    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3479    in which case this processing is not done.
3480
3481    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3482    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3483
3484 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3485    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3486
3487 static void
3488 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3489      register rtx from, to;
3490      varray_type may_not_move;
3491      varray_type single_usage;
3492      int *count_ptr;
3493      int nregs;
3494 {
3495   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3496   register rtx insn;
3497   register int count = 0;
3498
3499   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3500   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3501     {
3502       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3503         {
3504           ++count;
3505
3506           /* Record registers that have exactly one use.  */
3507           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3508
3509           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3510           if (REG_NOTES (insn))
3511             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3512
3513           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3514               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3515             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3516           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3517             {
3518               register int i;
3519               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3520                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3521                                may_not_move, last_set);
3522             }
3523         }
3524
3525       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3526         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3527     }
3528   *count_ptr = count;
3529 }
3530 \f
3531 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3532    and that is entered at SCAN_START,
3533    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3534    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3535    from the loop entry point.
3536
3537    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3538    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3539    from an inner loop past two loops.  */
3540
3541 static int
3542 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3543      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3544 {
3545   rtx reg = SET_DEST (set);
3546   rtx p;
3547
3548   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3549      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3550   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3551     {
3552       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3553           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3554         return 1;
3555
3556       if (p == loop_end)
3557         p = loop_start;
3558     }
3559
3560   return 0;
3561 }
3562 \f
3563 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3564    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3565 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3566    value is a linear function of a biv.  */
3567
3568 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3569    Givs by `general_induction_var'.  */
3570
3571 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3572    induction variable, and if so what type.  */
3573
3574 varray_type reg_iv_type;
3575
3576 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3577    if register is an induction variable.  This holds general info for
3578    all induction variables.  */
3579
3580 varray_type reg_iv_info;
3581
3582 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3583    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3584    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3585    to.  */
3586
3587 struct iv_class **reg_biv_class;
3588
3589 /* The head of a list which links together (via the next field)
3590    every iv class for the current loop.  */
3591
3592 struct iv_class *loop_iv_list;
3593
3594 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3595    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3596    separately.  */
3597 int first_increment_giv, last_increment_giv;
3598
3599 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3600
3601 static rtx note_insn;
3602
3603 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3604
3605 static rtx addr_placeholder;
3606
3607 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3608    for the strength reduction code.  */
3609
3610 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3611    bivs, may cause problems.  */
3612
3613 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3614    performance problems.
3615
3616    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3617    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3618    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3619    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3620    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3621    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3622
3623 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3624    positive.  */
3625
3626 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3627    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3628    e.g. the VAX acb insn.  */
3629
3630 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3631    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3632    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3633 \f
3634 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
3635
3636    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3637    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3638    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3639    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3640    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.
3641
3642    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3643    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3644    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3645    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.
3646    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
3647
3648 static void
3649 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3650                  loop_start, loop_end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
3651      rtx scan_start;
3652      rtx end;
3653      rtx loop_top;
3654      int insn_count;
3655      rtx loop_start;
3656      rtx loop_end;
3657      rtx loop_cont;
3658      int unroll_p, bct_p ATTRIBUTE_UNUSED;
3659 {
3660   rtx p;
3661   rtx set;
3662   rtx inc_val;
3663   rtx mult_val;
3664   rtx dest_reg;
3665   rtx *location;
3666   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3667      iteration.  */
3668   int not_every_iteration = 0;
3669   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3670      loop iteration.  */
3671   int maybe_multiple = 0;
3672   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3673   struct iv_class *bl, **backbl;
3674   /* Ratio of extra register life span we can justify
3675      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3676      since in that case saving an insn makes more difference
3677      and more registers are available.  */
3678   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3679   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3680   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3681   rtx *reg_map;
3682   int reg_map_size;
3683   int call_seen;
3684   rtx test;
3685   rtx end_insert_before;
3686   int loop_depth = 0;
3687   int n_extra_increment;
3688   struct loop_info loop_iteration_info;
3689   struct loop_info *loop_info = &loop_iteration_info;
3690
3691   /* If scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3692      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3693   if (prev_nonnote_insn (scan_start) != prev_nonnote_insn (loop_start))
3694     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (scan_start, loop_start, loop_end);
3695
3696   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3697   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3698   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3699     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3700   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3701                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3702
3703   loop_iv_list = 0;
3704   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3705
3706   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3707      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3708      order (i.e. loop order).
3709
3710      If loop_end is the end of the current function, then emit a
3711      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3712      dummy note insn.  */
3713   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3714     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3715   else
3716     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3717
3718   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3719
3720   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3721        p != NULL_RTX;
3722        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3723     {
3724       if (GET_CODE (p) == INSN
3725           && (set = single_set (p))
3726           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3727         {
3728           dest_reg = SET_DEST (set);
3729           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3730               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3731               && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
3732             {
3733               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3734                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
3735                                        &location))
3736                 {
3737                   /* It is a possible basic induction variable.
3738                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3739
3740                   struct induction *v
3741                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3742
3743                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
3744                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3745                   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
3746                 }
3747               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3748                 REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
3749             }
3750         }
3751
3752       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3753          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3754          jump insn between here and the end of the loop either
3755          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3756          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3757
3758       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3759         {
3760           rtx insn = p;
3761
3762           maybe_multiple = 0;
3763
3764           while (1)
3765             {
3766               insn = NEXT_INSN (insn);
3767               if (insn == scan_start)
3768                 break;
3769               if (insn == end)
3770                 {
3771                   if (loop_top != 0)
3772                     insn = loop_top;
3773                   else
3774                     break;
3775                   if (insn == scan_start)
3776                     break;
3777                 }
3778
3779               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3780                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3781                   && (! condjump_p (insn)
3782                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3783                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3784                           && ! loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3785                 {
3786                   maybe_multiple = 1;
3787                   break;
3788                 }
3789             }
3790         }
3791
3792       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3793          on whether they will be executed during each iteration.  */
3794       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3795          code in scan_loop.  */
3796       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3797           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3798              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3799              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3800              will be executed if the loop is executed.  */
3801           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3802                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3803                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3804         {
3805           rtx label = 0;
3806
3807           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3808              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3809              loop_number_exits_labels list.  */
3810
3811           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3812                label;
3813                label = LABEL_NEXTREF (label))
3814             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3815               break;
3816
3817           if (! label)
3818             not_every_iteration = 1;
3819         }
3820
3821       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3822         {
3823           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3824              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3825              even though the exit code has been duplicated.
3826
3827              Insns are also again known to be executed each iteration at
3828              the LOOP_CONT note.  */
3829           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3830                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3831               && loop_depth == 0)
3832             not_every_iteration = 0;
3833           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3834             loop_depth++;
3835           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3836             loop_depth--;
3837         }
3838
3839       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3840          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3841          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3842          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3843
3844          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3845          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3846          will be executed each iteration.  */
3847
3848       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3849           && no_labels_between_p (p, loop_end)
3850           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
3851         not_every_iteration = 0;
3852     }
3853
3854   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3855      Make a sanity check against n_times_set.  */
3856   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3857     {
3858       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3859           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3860           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3861           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3862           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3863              move.  So leave it alone.  */
3864           || ! bl->incremented)
3865         {
3866           if (loop_dump_stream)
3867             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3868                      bl->regno,
3869                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3870                       ? "not induction variable"
3871                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3872                          : "count error")));
3873
3874           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3875           *backbl = bl->next;
3876         }
3877       else
3878         {
3879           backbl = &bl->next;
3880
3881           if (loop_dump_stream)
3882             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3883         }
3884     }
3885
3886   /* Exit if there are no bivs.  */
3887   if (! loop_iv_list)
3888     {
3889       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3890          strength reduction info available.  */
3891       if (unroll_p)
3892         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
3893                      loop_info, 0);
3894
3895       return;
3896     }
3897
3898   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3899      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3900
3901   call_seen = 0;
3902   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3903     {
3904       note_insn = p;
3905
3906       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3907         call_seen = 1;
3908
3909       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3910           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3911         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3912
3913       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3914          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3915          constants and registers and only certain of those.  */
3916       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3917           && JUMP_LABEL (p) != 0
3918           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3919           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3920           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3921           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3922           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3923           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3924           && bl->init_insn == 0)
3925         {
3926           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3927           if (GET_CODE (test) == NE)
3928             {
3929               bl->init_insn = p;
3930               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3931                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3932             }
3933           else
3934             bl->initial_test = test;
3935         }
3936     }
3937
3938   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3939      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3940      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3941   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3942     {
3943       rtx src;
3944       rtx note;
3945
3946       if (! bl->init_insn)
3947         continue;
3948
3949       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3950          is a constant, use the value of that.  */
3951       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3952            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3953           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3954               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3955         src = XEXP (note, 0);
3956       else
3957         src = SET_SRC (bl->init_set);
3958
3959       if (loop_dump_stream)
3960         fprintf (loop_dump_stream,
3961                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3962                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3963
3964       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3965            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3966           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3967         {
3968           bl->initial_value = src;
3969
3970           if (loop_dump_stream)
3971             {
3972               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3973                 {
3974                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
3975                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
3976                 }
3977               else
3978                 {
3979                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3980                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3981                 }
3982             }
3983         }
3984       else
3985         {
3986           struct iv_class *bl2 = 0;
3987           rtx increment;
3988
3989           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
3990              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
3991              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
3992              For simplicity, we only handle the case where there is but a
3993              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
3994           if (bl->biv_count == 1
3995               && bl->regno < max_reg_before_loop
3996               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
3997               && GET_CODE (src) == PLUS
3998               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
3999               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4000               && ((increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end))
4001                   != NULL_RTX))
4002             {
4003               int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4004
4005               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4006                 if (bl2->regno == regno)
4007                   break;
4008             }
4009
4010           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4011           if (bl2
4012               && bl2->biv_count == 1
4013               && rtx_equal_p (increment,
4014                               biv_total_increment (bl2, loop_start, loop_end))
4015               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4016                  without any intervening labels.  */
4017               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4018                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4019               /* The register from BL2 must be set before the register from
4020                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4021                  the former set.  Currently there can't be any labels
4022                  in-between when biv_toal_increment returns nonzero both times
4023                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4024                  gets used to set always_computable.  */
4025               && ((loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4026                    && no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4027                   || (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4028                                             bl2->biv->insn)
4029                       && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4030               && validate_change (bl->biv->insn,
4031                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4032                                   copy_rtx (src), 0))
4033             {
4034               int loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
4035               rtx dominator = loop_number_cont_dominator[loop_num];
4036               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4037               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4038               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4039
4040               if (loop_dump_stream)
4041                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4042               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4043               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4044               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4045                  before the first giv use.  */
4046               if (dominator
4047                   && ! loop_insn_first_p (dominator, scan_start)
4048                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4049                                           dominator)
4050                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4051                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4052                 {
4053                   rtx p;
4054                   rtx next;
4055
4056                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4057                     {
4058                       if ((GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) == 'i'
4059                            && (reg_mentioned_p (giv, PATTERN (next))
4060                                || reg_set_p (bl2->biv->src_reg, next)))
4061                           || GET_CODE (next) == JUMP_INSN)
4062                         break;
4063 #ifdef HAVE_cc0
4064                       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) != 'i'
4065                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4066 #endif
4067                         dominator = next;
4068                     }
4069                   if (loop_dump_stream)
4070                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4071                              INSN_UID (dominator));
4072                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4073                      and adjusting all luids in the range.  */
4074                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4075                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4076                     p = PREV_INSN (p);
4077                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4078                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4079                      this giv, delete it.  */
4080                   if (single_set (bl->init_insn)
4081                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4082                     delete_insn (bl->init_insn);
4083                 }
4084               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4085                 {
4086                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4087                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4088                     p = PREV_INSN (p);
4089                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4090                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4091                                  INSN_LUID (p));
4092                 }
4093               /* Remove this biv from the chain.  */
4094               if (bl->next)
4095                 *bl = *bl->next;
4096               else
4097                 {
4098                   *backbl = 0;
4099                   break;
4100                 }
4101             }
4102
4103           /* If we can't make it a giv,
4104              let biv keep initial value of "itself".  */
4105           else if (loop_dump_stream)
4106             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4107         }
4108     }
4109
4110   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4111      all but the last increment into a giv.  */
4112
4113   /* Get an upper bound for the number of registers
4114      we might have after all bivs have been processed.  */
4115   first_increment_giv = max_reg_num ();
4116   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4117     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4118   /* XXX Temporary.  */
4119   if (0 && n_extra_increment)
4120     {
4121       int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4122
4123       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4124       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4125       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4126
4127       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4128         {
4129           struct induction **vp, *v, *next;
4130           int biv_dead_after_loop = 0;
4131
4132           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this first.  */
4133           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4134             {
4135               next = v->next_iv;
4136               v->next_iv = bl->biv;
4137               bl->biv = v;
4138             }
4139
4140           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4141              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4142              would mean that we'd be missing an increment for the final
4143              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4144              the first part of the test to set bl->eliminable.
4145              We don't check here if we can calculate the final value, since
4146              this can't succeed if we already know that there is a jump
4147              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4148              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4149              implies that the jump destination is outseide the loop.
4150              If we want to make this check more sophisticated, we should
4151              check each branch between v->insn and next->insn individually
4152              to see if it the biv is dead at its destination.  */
4153
4154           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4155               && bl->init_insn
4156               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4157               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4158                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4159 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4160               && ! bl->nonneg
4161 #endif
4162               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4163             biv_dead_after_loop = 1;
4164
4165           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4166             {
4167               HOST_WIDE_INT offset;
4168               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn;
4169               int old_regno, new_regno;
4170
4171               if (! v->always_executed
4172                   || v->maybe_multiple
4173                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4174                   || ! next->always_executed
4175                   || next->maybe_multiple
4176                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4177                   || ! (biv_dead_after_loop
4178                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4179                 {
4180                   vp = &v->next_iv;
4181                   continue;
4182                 }
4183               offset = INTVAL (v->add_val);
4184               set = single_set (v->insn);
4185               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4186               old_reg = v->dest_reg;
4187               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4188
4189               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4190                  have been allocated with some slop space, so we may not
4191                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4192                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4193               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4194                 {
4195                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4196                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4197                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4198                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4199                 }
4200
4201               validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 1);
4202               validate_change (next->insn, next->location, add_val, 1);
4203               if (! apply_change_group ())
4204                 {
4205                   vp = &v->next_iv;
4206                   continue;
4207                 }
4208               next->add_val = add_val;
4209               v->dest_reg = dest_reg;
4210               v->giv_type = DEST_REG;
4211               v->location = &SET_SRC (set);
4212               v->cant_derive = 0;
4213               v->combined_with = 0;
4214               v->maybe_dead = 0;
4215               v->derive_adjustment = 0;
4216               v->same = 0;
4217               v->ignore = 0;
4218               v->new_reg = 0;
4219               v->final_value = 0;
4220               v->same_insn = 0;
4221               v->auto_inc_opt = 0;
4222               v->unrolled = 0;
4223               v->shared = 0;
4224               v->derived_from = 0;
4225               v->always_computable = 1;
4226               v->always_executed = 1;
4227               v->replaceable = 1;
4228               v->no_const_addval = 0;
4229
4230               old_regno = REGNO (old_reg);
4231               new_regno = REGNO (dest_reg);
4232               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4233               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4234               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4235               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4236               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4237
4238               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4239               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4240
4241               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4242                  and record it as a giv.  */
4243               *vp = next;
4244               bl->biv_count--;
4245               v->next_iv = bl->giv;
4246               bl->giv = v;
4247               bl->giv_count++;
4248               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4249               bl->total_benefit += v->benefit;
4250
4251               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4252                  the replaced increment and the next increment, and
4253                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4254               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4255                    p != next->insn;
4256                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4257                 {
4258                   rtx note;
4259
4260                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4261                     continue;
4262                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4263                     {
4264                       last_use_insn = p;
4265                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4266                         abort ();
4267                     }
4268                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4269                     {
4270                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4271                         XEXP (note, 0)
4272                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4273                     }
4274                 }
4275
4276               v->last_use = last_use_insn;
4277               v->lifetime = INSN_LUID (v->insn) - INSN_LUID (last_use_insn);
4278               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4279                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4280                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4281               if (v->lifetime == 0)
4282                 v->ignore = 1;
4283
4284               if (loop_dump_stream)
4285                 fprintf (loop_dump_stream,
4286                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4287                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4288             }
4289         }
4290     }
4291   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4292
4293   /* Search the loop for general induction variables.  */
4294
4295   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4296      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4297
4298   not_every_iteration = 0;
4299   loop_depth = 0;
4300   p = scan_start;
4301   while (1)
4302     {
4303       p = NEXT_INSN (p);
4304       /* At end of a straight-in loop, we are done.
4305          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
4306       if (p == scan_start)
4307         break;
4308       if (p == end)
4309         {
4310           if (loop_top != 0)
4311             p = loop_top;
4312           else
4313             break;
4314           if (p == scan_start)
4315             break;
4316         }
4317
4318       /* Look for a general induction variable in a register.  */
4319       if (GET_CODE (p) == INSN
4320           && (set = single_set (p))
4321           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4322           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
4323         {
4324           rtx src_reg;
4325           rtx add_val;
4326           rtx mult_val;
4327           int benefit;
4328           rtx regnote = 0;
4329           rtx last_consec_insn;
4330
4331           dest_reg = SET_DEST (set);
4332           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4333             continue;
4334
4335           if (/* SET_SRC is a giv.  */
4336               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4337                                       &mult_val, 0, &benefit)
4338                /* Equivalent expression is a giv.  */
4339                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4340                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4341                                              &add_val, &mult_val, 0,
4342                                              &benefit)))
4343               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4344                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4345               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4346               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4347               && dest_reg != src_reg
4348               /* This must be the only place where the register is set.  */
4349               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
4350                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4351                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
4352                                                  src_reg, dest_reg,
4353                                                  &add_val, &mult_val,
4354                                                  &last_consec_insn))))
4355             {
4356               struct induction *v
4357                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
4358
4359               /* If this is a library call, increase benefit.  */
4360               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4361                 benefit += libcall_benefit (p);
4362
4363               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4364               if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
4365                 p = last_consec_insn;
4366
4367               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4368                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
4369                           loop_end);
4370
4371             }
4372         }
4373
4374 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4375       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4376       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4377          still does.  */
4378       if (GET_CODE (p) == INSN)
4379         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
4380                        loop_end);
4381 #endif
4382
4383       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4384          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4385       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4386         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4387         update_giv_derive (p);
4388
4389       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4390          on whether they will be executed during each iteration.  */
4391       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4392          code in scan_loop.  */
4393       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4394           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4395              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4396              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4397              will be executed if the loop is executed.  */
4398           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4399                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4400                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4401         {
4402           rtx label = 0;
4403
4404           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4405              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4406              loop_number_exits_labels list.  */
4407
4408           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4409                label;
4410                label = LABEL_NEXTREF (label))
4411             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4412               break;
4413
4414           if (! label)
4415             not_every_iteration = 1;
4416         }
4417
4418       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4419         {
4420           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4421              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4422              even though the exit code has been duplicated.
4423
4424              Insns are also again known to be executed each iteration at
4425              the LOOP_CONT note.  */
4426           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
4427                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
4428               && loop_depth == 0)
4429             not_every_iteration = 0;
4430           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4431             loop_depth++;
4432           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4433             loop_depth--;
4434         }
4435
4436       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4437          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4438          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4439          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4440
4441          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4442          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4443          will be executed each iteration.  */
4444
4445       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4446           && no_labels_between_p (p, loop_end)
4447           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
4448         not_every_iteration = 0;
4449     }
4450
4451   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4452      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4453      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4454      fail if the iteration variable is a giv.  */
4455
4456   loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info);
4457
4458   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4459      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4460      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4461      so that final_giv_value will work correctly.  */
4462
4463   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4464     {
4465       struct induction *v;
4466
4467       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4468         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4469           check_final_value (v, loop_start, loop_end, loop_info->n_iterations);
4470     }
4471
4472   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4473      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4474      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4475   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info);
4476
4477   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4478      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4479      reg_iv_type for a suitable size.  */
4480   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4481   reg_map = (rtx *) alloca (reg_map_size * sizeof (rtx));
4482   bzero ((char *) reg_map, reg_map_size * sizeof (rtx));
4483
4484   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4485      variable elimination.  */
4486
4487   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4488     {
4489       struct induction *v;
4490       int benefit;
4491       int all_reduced;
4492       rtx final_value = 0;
4493       unsigned nregs;
4494
4495       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4496          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4497          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4498          what its final value will be.
4499
4500          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4501          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4502          this biv.  */
4503
4504       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4505          We aren't concerned with any uses of the biv between
4506          init_insn and loop_start since these won't be affected
4507          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4508          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4509          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4510
4511       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4512            && bl->init_insn
4513            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4514            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4515 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4516            && ! bl->nonneg
4517 #endif
4518            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4519           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end,
4520                                               loop_info->n_iterations))
4521 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4522               && ! bl->nonneg
4523 #endif
4524               ))
4525         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4526                                               threshold, insn_count);
4527       else
4528         {
4529           if (loop_dump_stream)
4530             {
4531               fprintf (loop_dump_stream,
4532                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4533                        bl->regno);
4534               fprintf (loop_dump_stream,
4535                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4536                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4537                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4538             }
4539         }
4540
4541       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4542       combine_givs (bl);
4543
4544       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4545          biv have been strength reduced.
4546          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4547       all_reduced = 1;
4548
4549       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4550          it.  Skip giv's combined with others.  */
4551       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4552         {
4553           struct induction *tv;
4554
4555           if (v->ignore || v->same)
4556             continue;
4557
4558           benefit = v->benefit;
4559
4560           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4561              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4562              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4563              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4564              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4565              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4566              a cost.  Similar situations exist.  */
4567           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4568              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4569              be necessary.  */
4570           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4571               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4572             benefit -= copy_cost;
4573
4574           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4575              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4576           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4577
4578           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4579              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4580              This decision can be made independently for each giv.  */
4581
4582 #ifdef AUTO_INC_DEC
4583           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4584              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4585              add_cost that was done above).  */
4586           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4587               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4588             {
4589               if (HAVE_POST_INCREMENT
4590                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4591                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4592               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4593                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4594                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4595               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4596                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4597                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4598               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4599                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4600                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4601             }
4602 #endif
4603
4604           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4605              flag, and clear all_reduced.  */
4606
4607           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4608              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4609              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4610              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4611              exit.  */
4612
4613           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4614               && ! bl->reversed )
4615             {
4616               if (loop_dump_stream)
4617                 fprintf (loop_dump_stream,
4618                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4619                          INSN_UID (v->insn),
4620                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4621               v->ignore = 1;
4622               all_reduced = 0;
4623             }
4624           else
4625             {
4626               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4627                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4628
4629               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4630                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4631                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4632                   {
4633                     if (loop_dump_stream)
4634                       fprintf (loop_dump_stream,
4635                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4636                                INSN_UID (v->insn));
4637                     v->ignore = 1;
4638                     all_reduced = 0;
4639                     break;
4640                   }
4641             }
4642         }
4643
4644       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4645          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4646          dead and should not be used to derive another giv nor to
4647          eliminate a biv.  */
4648       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4649         {
4650           if (v->ignore
4651               || (v->same && v->same->ignore))
4652             continue;
4653
4654           if (v->last_use)
4655             {
4656               struct induction *v1;
4657
4658               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4659                 if (v->last_use == v1->insn)
4660                   v->maybe_dead = 1;
4661             }
4662           else if (v->giv_type == DEST_REG
4663               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4664             {
4665               struct induction *v1;
4666
4667               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4668                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4669                   v->maybe_dead = 1;
4670             }
4671         }
4672
4673 #if 0
4674       /* XXX Temporary.  */
4675       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4676          combinations to reduce register pressure.
4677          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4678          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4679          reallocation here since it allows to check if there are still
4680          more bivs to process.  */
4681       nregs = max_reg_num ();
4682       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4683         {
4684           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4685              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4686           if (bl->next)
4687             nregs += nregs / 4;
4688           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4689           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4690           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4691         }
4692       recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p);
4693 #endif
4694
4695       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4696
4697       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4698         {
4699           struct induction *tv;
4700           if (! v->ignore && v->same == 0)
4701             {
4702               int auto_inc_opt = 0;
4703
4704               /* If the code for derived givs immediately below has already
4705                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4706               if (! v->new_reg)
4707                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4708
4709               if (v->derived_from)
4710                 {
4711                   struct induction *d = v->derived_from;
4712
4713                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4714                      to replace it in v->insn now.  */
4715                   if (! d->new_reg)
4716                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4717                   PATTERN (v->insn)
4718                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4719                   PATTERN (v->insn)
4720                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4721                   if (bl->biv_count != 1)
4722                     {
4723                       /* For each place where the biv is incremented, add an
4724                          insn to set the new, reduced reg for the giv.  */
4725                       for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4726                         {
4727                           /* We always emit reduced giv increments before the
4728                              biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4729                              emitting the add insns for derived givs after the
4730                              biv increment, they pick up the updated value of
4731                              the reduced giv.  */
4732                           emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)),
4733                                            tv->insn);
4734
4735                         }
4736                     }
4737                   continue;
4738                 }
4739
4740 #ifdef AUTO_INC_DEC
4741               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4742                  this is an address giv, then try to put the increment
4743                  immediately after its use, so that flow can create an
4744                  auto-increment addressing mode.  */
4745               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4746                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4747                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4748                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4749                   && ! bl->reversed
4750                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4751                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4752                 {
4753                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4754                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4755                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4756
4757                      We simplify this by looking for the common case where
4758                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4759                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4760                      increment occurs after the address giv, then we can
4761                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4762                      would have to go before other_giv, and we would not be
4763                      able to combine it with the address giv to get an
4764                      auto-inc address.)  */
4765                   if (v->combined_with)
4766                     {
4767                       struct induction *other_giv = 0;
4768
4769                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4770                         if (tv->same == v)
4771                           {
4772                             if (other_giv)
4773                               break;
4774                             else
4775                               other_giv = tv;
4776                           }
4777                       if (! tv && other_giv
4778                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4779                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4780                               == INSN_UID (v->insn))
4781                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4782                         auto_inc_opt = 1;
4783                     }
4784                   /* Check for case where increment is before the address
4785                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4786                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4787                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4788                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4789                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4790                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4791                                && (INSN_LUID (scan_start)
4792                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4793                     auto_inc_opt = -1;
4794                   else
4795                     auto_inc_opt = 1;
4796
4797 #ifdef HAVE_cc0
4798                   {
4799                     rtx prev;
4800
4801                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4802                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4803                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4804                         || (auto_inc_opt == -1
4805                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4806                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4807                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4808                       auto_inc_opt = 0;
4809                   }
4810 #endif
4811
4812                   if (auto_inc_opt)
4813                     v->auto_inc_opt = 1;
4814                 }
4815 #endif
4816
4817               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4818                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4819               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4820                 {
4821                   rtx insert_before;
4822
4823                   if (! auto_inc_opt)
4824                     insert_before = tv->insn;
4825                   else if (auto_inc_opt == 1)
4826                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4827                   else
4828                     insert_before = v->insn;
4829
4830                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4831                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4832                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4833                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4834                     /* A multiply is acceptable here
4835                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4836                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4837                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4838                 }
4839
4840               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4841
4842               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4843                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4844             }
4845         }
4846
4847       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4848          as not reduced.
4849
4850          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4851          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4852          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4853
4854       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4855         {
4856           if (v->same && v->same->ignore)
4857             v->ignore = 1;
4858
4859           if (v->ignore)
4860             continue;
4861
4862           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4863              replaced.  */
4864           if (v->same)
4865             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4866                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4867
4868           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4869             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4870                this giv.  */
4871             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4872           else if (v->replaceable)
4873             {
4874               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4875
4876 #if 0
4877               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4878                  this is unnecessary now?  */
4879
4880               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4881                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4882
4883                  However, especially when unrolling loops, the special
4884                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4885                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4886                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4887                  We can not delete the original insn, since it may be part
4888                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4889                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4890               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4891                                v->insn);
4892 #endif
4893             }
4894           else
4895             {
4896               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4897                  the reduced giv, same as above.  */
4898               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4899                                v->insn);
4900             }
4901
4902           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4903              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4904              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4905              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4906              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4907           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4908             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4909                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4910           else if (v->final_value)
4911             {
4912               rtx insert_before;
4913
4914               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4915                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4916                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4917                  since this is slightly more efficient.  */
4918               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4919                 insert_before = loop_start;
4920               else
4921                 insert_before = end_insert_before;
4922               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4923                                 insert_before);
4924
4925 #if 0
4926               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4927                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4928                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4929                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4930                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4931                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4932                  matter that the original insn remains because it is dead
4933                  anyways.  */
4934               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4935                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4936               delete_insn (v->insn);
4937 #endif
4938             }
4939
4940           if (loop_dump_stream)
4941             {
4942               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4943                        INSN_UID (v->insn));
4944               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4945               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4946             }
4947         }
4948
4949       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4950          merit it.  */
4951
4952       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4953          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4954          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4955          combined with.
4956
4957          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4958          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4959          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4960          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4961          used from the simpler giv.  */
4962
4963       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4964         if (! v->maybe_dead && v->same)
4965           v->same->maybe_dead = 0;
4966
4967       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4968          This won't work if ! all_reduced,
4969          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4970
4971          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
4972          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
4973          be used as a biv replacement.
4974
4975          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4976          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4977          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
4978          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4979          replace it with a compare with a constant will fail.
4980
4981          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4982          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4983          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4984
4985       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
4986           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
4987                                   threshold, insn_count))
4988
4989         {
4990           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4991              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4992              we might want to rewrite it also.  This way some later
4993              pass has more hope of removing the initialization of this
4994              biv entirely.  */
4995
4996           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4997              and we must emit an insn to set it just in case.
4998
4999              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
5000              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
5001              proper final value for such a biv here anyways.  */
5002           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
5003             {
5004               rtx insert_before;
5005
5006               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5007                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5008                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
5009                  loop, since this is slightly more efficient.  */
5010               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5011                 insert_before = loop_start;
5012               else
5013                 insert_before = end_insert_before;
5014
5015               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
5016                                 end_insert_before);
5017             }
5018
5019 #if 0
5020           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
5021              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
5022              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
5023           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
5024              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
5025              will only succeed when there are multiple exits if the biv
5026              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
5027              insn remains, because it is dead anyways.  */
5028           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5029             delete_insn (v->insn);
5030 #endif
5031
5032           if (loop_dump_stream)
5033             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
5034                      bl->regno);
5035         }
5036     }
5037
5038   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5039      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5040
5041   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5042     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5043         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5044       {
5045         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5046         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5047         INSN_CODE (p) = -1;
5048       }
5049
5050   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5051      induction variable information that strength_reduce has already
5052      collected.  */
5053
5054   if (unroll_p)
5055     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
5056                  loop_info, 1);
5057
5058 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5059   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5060   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5061       && flag_branch_on_count_reg)
5062     insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info);
5063 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5064
5065   if (loop_dump_stream)
5066     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5067   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5068   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5069 }
5070 \f
5071 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5072    compared against in an initial test).
5073
5074    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5075    the current insn and the start of the loop.
5076
5077    INSN is the insn containing X.  */
5078
5079 static int
5080 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5081      rtx x;
5082      rtx insn;
5083      int call_seen;
5084      rtx loop_start;
5085 {
5086   if (CONSTANT_P (x))
5087     return 1;
5088
5089   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5090      we know.  */
5091   if (GET_CODE (x) != REG
5092       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5093     return 0;
5094
5095   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5096      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5097   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5098       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5099           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5100     return 0;
5101
5102   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5103      loop.  */
5104   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5105     return 0;
5106
5107   return 1;
5108 }
5109 \f
5110 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5111    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5112    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5113    every loop iteration.  */
5114
5115 static void
5116 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
5117      rtx x;
5118      rtx insn;
5119      int not_every_iteration;
5120      rtx loop_start, loop_end;
5121 {
5122   register int i, j;
5123   register enum rtx_code code;
5124   register char *fmt;
5125
5126   if (x == 0)
5127     return;
5128
5129   code = GET_CODE (x);
5130   switch (code)
5131     {
5132     case REG:
5133     case CONST_INT:
5134     case CONST:
5135     case CONST_DOUBLE:
5136     case SYMBOL_REF:
5137     case LABEL_REF:
5138     case PC:
5139     case CC0:
5140     case ADDR_VEC:
5141     case ADDR_DIFF_VEC:
5142     case USE:
5143     case CLOBBER:
5144       return;
5145
5146     case MEM:
5147       {
5148         rtx src_reg;
5149         rtx add_val;
5150         rtx mult_val;
5151         int benefit;
5152
5153         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5154            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
5155            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5156            this one would not be seen.   */
5157
5158         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5159                                    &mult_val, 1, &benefit))
5160           {
5161             /* Found one; record it.  */
5162             struct induction *v
5163               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5164
5165             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5166                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5167                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
5168
5169             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5170           }
5171       }
5172       return;
5173
5174     default:
5175       break;
5176     }
5177
5178   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5179
5180   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5181   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5182     if (fmt[i] == 'e')
5183       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
5184                      loop_end);
5185     else if (fmt[i] == 'E')
5186       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5187         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5188                        loop_start, loop_end);
5189 }
5190 \f
5191 /* Fill in the data about one biv update.
5192    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5193    allocated by the caller, with alloca.)
5194    INSN is the insn that sets it.
5195    DEST_REG is the biv's reg.
5196
5197    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5198    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5199    being set to INC_VAL.
5200
5201    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5202    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5203    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5204    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5205    executed exactly once per iteration.  */
5206
5207 static void
5208 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5209             not_every_iteration, maybe_multiple)
5210      struct induction *v;
5211      rtx insn;
5212      rtx dest_reg;
5213      rtx inc_val;
5214      rtx mult_val;
5215      rtx *location;
5216      int not_every_iteration;
5217      int maybe_multiple;
5218 {
5219   struct iv_class *bl;
5220
5221   v->insn = insn;
5222   v->src_reg = dest_reg;
5223   v->dest_reg = dest_reg;
5224   v->mult_val = mult_val;
5225   v->add_val = inc_val;
5226   v->location = location;
5227   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5228   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5229   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5230   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5231
5232   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5233      if this is the first incrementation of the reg.  */
5234
5235   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5236   if (bl == 0)
5237     {
5238       /* Create and initialize new iv_class.  */
5239
5240       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5241
5242       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5243       bl->biv = 0;
5244       bl->giv = 0;
5245       bl->biv_count = 0;
5246       bl->giv_count = 0;
5247
5248       /* Set initial value to the reg itself.  */
5249       bl->initial_value = dest_reg;
5250       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5251       bl->init_insn = 0;
5252       bl->init_set = 0;
5253       bl->initial_test = 0;
5254       bl->incremented = 0;
5255       bl->eliminable = 0;
5256       bl->nonneg = 0;
5257       bl->reversed = 0;
5258       bl->total_benefit = 0;
5259
5260       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5261       bl->next = loop_iv_list;
5262       loop_iv_list = bl;
5263
5264       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5265       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5266     }
5267
5268   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5269   v->next_iv = bl->biv;
5270   bl->biv = v;
5271   bl->biv_count++;
5272   if (mult_val == const1_rtx)
5273     bl->incremented = 1;
5274
5275   if (loop_dump_stream)
5276     {
5277       fprintf (loop_dump_stream,
5278                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5279                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5280       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5281         {
5282           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5283           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5284           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5285         }
5286       else
5287         {
5288           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5289           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5290           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5291         }
5292     }
5293 }
5294 \f
5295 /* Fill in the data about one giv.
5296    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5297    allocated by the caller, with alloca.)
5298    INSN is the insn that sets it.
5299    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5300    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5301    into a register or is used as a memory address.
5302
5303    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5304    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5305    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5306    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5307
5308 static void
5309 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5310             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
5311      struct induction *v;
5312      rtx insn;
5313      rtx src_reg;
5314      rtx dest_reg;
5315      rtx mult_val, add_val;
5316      int benefit;
5317      enum g_types type;
5318      int not_every_iteration;
5319      rtx *location;
5320      rtx loop_start, loop_end;
5321 {
5322   struct induction *b;
5323   struct iv_class *bl;
5324   rtx set = single_set (insn);
5325
5326   v->insn = insn;
5327   v->src_reg = src_reg;
5328   v->giv_type = type;
5329   v->dest_reg = dest_reg;
5330   v->mult_val = mult_val;
5331   v->add_val = add_val;
5332   v->benefit = benefit;
5333   v->location = location;
5334   v->cant_derive = 0;
5335   v->combined_with = 0;
5336   v->maybe_multiple = 0;
5337   v->maybe_dead = 0;
5338   v->derive_adjustment = 0;
5339   v->same = 0;
5340   v->ignore = 0;
5341   v->new_reg = 0;
5342   v->final_value = 0;
5343   v->same_insn = 0;
5344   v->auto_inc_opt = 0;
5345   v->unrolled = 0;
5346   v->shared = 0;
5347   v->derived_from = 0;
5348   v->last_use = 0;
5349
5350   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5351      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5352      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5353      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5354      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5355      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5356      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5357
5358   if (type == DEST_ADDR)
5359     v->always_computable = 1;
5360   else
5361     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5362
5363   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5364
5365   if (type == DEST_ADDR)
5366     {
5367       v->mode = GET_MODE (*location);
5368       v->lifetime = 1;
5369     }
5370   else /* type == DEST_REG */
5371     {
5372       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5373
5374       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5375                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5376
5377       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5378          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5379          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5380       if (v->lifetime == 0)
5381         v->ignore = 1;
5382
5383       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5384       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5385     }
5386
5387   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5388
5389   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5390   if (bl)
5391     {
5392       v->next_iv = bl->giv;
5393       bl->giv = v;
5394       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5395          insns that calculate givs.  */
5396       if (type == DEST_REG)
5397         bl->giv_count++;
5398       bl->total_benefit += benefit;
5399     }
5400   else
5401     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5402     abort ();
5403
5404   if (type == DEST_ADDR)
5405     v->replaceable = 1;
5406   else
5407     {
5408       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5409          of the following conditions are true:
5410          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5411            on which the giv is used at all
5412            (there are two ways to deduce this:
5413             either the insn is executed on every iteration,
5414             or all uses follow that insn in the same basic block),
5415          - the giv is not used outside the loop
5416          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5417
5418       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5419           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5420           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
5421           && (! not_every_iteration
5422               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5423         {
5424           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5425              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5426
5427           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5428              and last use of the giv.
5429
5430              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5431              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5432              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5433              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5434              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5435              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5436              using this biv anyways.  */
5437
5438           v->replaceable = 1;
5439           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5440             {
5441               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5442                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5443                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5444                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5445                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5446                 {
5447                   v->replaceable = 0;
5448                   v->not_replaceable = 1;
5449                   break;
5450                 }
5451             }
5452
5453           /* If there are any backwards branches that go from after the
5454              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5455           if (v->replaceable)
5456             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5457               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5458                 {
5459                   v->replaceable = 0;
5460                   v->not_replaceable = 1;
5461                   break;
5462                 }
5463         }
5464       else
5465         {
5466           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5467              decide.  */
5468           v->replaceable = 0;
5469           v->not_replaceable = 0;
5470         }
5471     }
5472
5473   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5474      combine_givs.  */
5475   {
5476     rtx tem = add_val;
5477
5478     v->no_const_addval = 1;
5479     if (tem == const0_rtx)
5480       ;
5481     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5482       v->no_const_addval = 0;
5483     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5484       {
5485         while (1)
5486           {
5487             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5488               tem = XEXP (tem, 0);
5489             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5490               tem = XEXP (tem, 1);
5491             else
5492               break;
5493           }
5494         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5495           v->no_const_addval = 0;
5496       }
5497   }
5498
5499   if (loop_dump_stream)
5500     {
5501       if (type == DEST_REG)
5502         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5503                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5504       else
5505         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5506                  INSN_UID (insn));
5507
5508       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5509                REGNO (src_reg), v->benefit);
5510       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5511                v->lifetime);
5512
5513       if (v->replaceable)
5514         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5515
5516       if (v->no_const_addval)
5517         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5518
5519       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5520         {
5521           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5522           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5523         }
5524       else
5525         {
5526           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5527           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5528         }
5529
5530       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5531         {
5532           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5533           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5534         }
5535       else
5536         {
5537           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5538           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5539         }
5540     }
5541
5542   if (loop_dump_stream)
5543     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5544
5545 }
5546
5547
5548 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5549    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5550    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5551    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5552    have been identified.  */
5553
5554 static void
5555 check_final_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
5556      struct induction *v;
5557      rtx loop_start, loop_end;
5558      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
5559 {
5560   struct iv_class *bl;
5561   rtx final_value = 0;
5562
5563   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5564
5565   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5566      replaceable above in record_giv.  */
5567
5568   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5569      of the following conditions are true:
5570      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5571        on which the giv is used at all
5572        (there are two ways to deduce this:
5573         either the insn is executed on every iteration,
5574         or all uses follow that insn in the same basic block),
5575      - its final value can be calculated (this condition is different
5576        than the one above in record_giv)
5577      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5578
5579 #if 0
5580   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5581   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5582   v->replaceable = 0;
5583 #endif
5584
5585   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations))
5586       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5587     {
5588       int biv_increment_seen = 0;
5589       rtx p = v->insn;
5590       rtx last_giv_use;
5591
5592       v->replaceable = 1;
5593
5594       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5595          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5596          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5597          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5598
5599       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5600          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5601          that sets the giv, and search around the loop until we come
5602          back to that insn again.
5603
5604          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5605          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5606          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5607          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5608          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5609          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5610          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5611
5612       last_giv_use = v->insn;
5613
5614       while (1)
5615         {
5616           p = NEXT_INSN (p);
5617           if (p == loop_end)
5618             p = NEXT_INSN (loop_start);
5619           if (p == v->insn)
5620             break;
5621
5622           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5623               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5624             {
5625               if (biv_increment_seen)
5626                 {
5627                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5628                     {
5629                       v->replaceable = 0;
5630                       v->not_replaceable = 1;
5631                       break;
5632                     }
5633                 }
5634               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5635                 biv_increment_seen = 1;
5636               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5637                 last_giv_use = p;
5638             }
5639         }
5640
5641       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5642          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5643          replaceable.  */
5644
5645       if (v->replaceable)
5646         {
5647           p = v->insn;
5648           while (1)
5649             {
5650               p = NEXT_INSN (p);
5651               if (p == loop_end)
5652                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5653               if (p == last_giv_use)
5654                 break;
5655
5656               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5657                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5658                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5659                        && loop_insn_first_p (loop_start, JUMP_LABEL (p)))
5660                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5661                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop_end))))
5662                 {
5663                   v->replaceable = 0;
5664                   v->not_replaceable = 1;
5665
5666                   if (loop_dump_stream)
5667                     fprintf (loop_dump_stream,
5668                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5669
5670                   break;
5671                 }
5672             }
5673         }
5674
5675       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5676       if (v->replaceable)
5677         v->final_value = final_value;
5678     }
5679
5680   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5681     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5682              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5683 }
5684 \f
5685 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5686
5687    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5688    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5689    another giv.
5690
5691    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5692    derive another giv once a label has been passed.
5693
5694    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5695
5696 static void
5697 update_giv_derive (p)
5698      rtx p;
5699 {
5700   struct iv_class *bl;
5701   struct induction *biv, *giv;
5702   rtx tem;
5703   int dummy;
5704
5705   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5706
5707      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5708      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5709      derive any givs after a label is passed.
5710
5711      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5712      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5713      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5714      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5715      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5716      sub-cases within this case.
5717
5718      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5719      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5720      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5721      this extra tracking doesn't seem worth it).
5722
5723      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5724      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5725      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5726      on the jump again here.
5727
5728      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5729      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5730      the giv cannot derive further givs.  */
5731
5732   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5733     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5734       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5735           || biv->insn == p)
5736         {
5737           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5738             {
5739               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5740                  checking all of these conditions again.  */
5741               if (giv->cant_derive)
5742                 continue;
5743
5744               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5745                  it cannot derive anything.  */
5746               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5747                 giv->cant_derive = 1;
5748
5749               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5750                  they are really invariants.  Also skip those that are
5751                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5752                  any biv update.  */
5753               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5754                 continue;
5755
5756               /* The only way we can allow this giv to derive another
5757                  is if this is a biv increment and we can form the product
5758                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5759                  be able to compute a compensation.  */
5760               else if (biv->insn == p)
5761                 {
5762                   tem = 0;
5763
5764                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5765                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5766                                                            biv->add_val,
5767                                                            giv->mult_val),
5768                                              &dummy);
5769
5770                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5771                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem,
5772                                                            giv->derive_adjustment),
5773                                              &dummy);
5774                   if (tem)
5775                     giv->derive_adjustment = tem;
5776                   else
5777                     giv->cant_derive = 1;
5778                 }
5779               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5780                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5781                 giv->cant_derive = 1;
5782             }
5783         }
5784 }
5785 \f
5786 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5787    X is the source of insn P, or a part of it.
5788    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5789
5790    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5791    We accept patterns of these forms:
5792      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5793      REG = INVARIANT + REG
5794
5795    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5796    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5797    we found the additive term into *LOCATION.
5798
5799    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5800    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5801
5802    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5803    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5804    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5805    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5806    into the variable.
5807
5808    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5809    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5810    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5811    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5812
5813    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5814    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5815    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5816    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5817    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5818    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5819    not ZERO_EXTEND.
5820
5821    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5822
5823 static int
5824 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5825      register rtx x;
5826      enum machine_mode mode;
5827      rtx p;
5828      rtx dest_reg;
5829      rtx *inc_val;
5830      rtx *mult_val;
5831      rtx **location;
5832 {
5833   register enum rtx_code code;
5834   rtx *argp, arg;
5835   rtx insn, set = 0;
5836
5837   code = GET_CODE (x);
5838   switch (code)
5839     {
5840     case PLUS:
5841       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5842           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5843               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5844               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5845         {
5846           argp = &XEXP (x, 1);
5847         }
5848       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5849                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5850                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5851                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5852         {
5853           argp = &XEXP (x, 0);
5854         }
5855       else
5856         return 0;
5857
5858       arg = *argp;
5859       if (invariant_p (arg) != 1)
5860         return 0;
5861
5862       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5863       *mult_val = const1_rtx;
5864       *location = argp;
5865       return 1;
5866
5867     case SUBREG:
5868       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5869          value.  */
5870       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5871         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5872                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5873       return 0;
5874
5875     case REG:
5876       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5877          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5878
5879       insn = p;
5880       while (1)
5881         {
5882           do {
5883             insn = PREV_INSN (insn);
5884           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5885                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5886
5887           if (!insn)
5888             break;
5889           set = single_set (insn);
5890           if (set == 0)
5891             break;
5892
5893           if ((SET_DEST (set) == x
5894                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5895                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5896                        <= UNITS_PER_WORD)
5897                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
5898               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
5899                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5900                                        ? GET_MODE (x)
5901                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5902                                       dest_reg, insn,
5903                                       inc_val, mult_val, location))
5904             return 1;
5905         }
5906       /* ... fall through ...  */
5907
5908       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5909          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5910          as a biv of the outer loop,
5911          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5912     case MEM:
5913       if (invariant_p (x) != 1)
5914         return 0;
5915     case CONST_INT:
5916     case SYMBOL_REF:
5917     case CONST:
5918       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
5919          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
5920          would be a useful iterator anyways.  */
5921       if (loops_enclosed == 1
5922           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
5923           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
5924         {
5925           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5926           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5927           *mult_val = const0_rtx;
5928           return 1;
5929         }
5930       else
5931         return 0;
5932
5933     case SIGN_EXTEND:
5934       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5935                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5936
5937     case ASHIFTRT:
5938       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5939       for (insn = PREV_INSN (p);
5940            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5941             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5942            insn = PREV_INSN (insn))
5943         ;
5944
5945       if (insn)
5946         set = single_set (insn);
5947
5948       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5949           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5950           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5951           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5952           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5953         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
5954                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5955                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
5956                                     location);
5957       return 0;
5958
5959     default:
5960       return 0;
5961     }
5962 }
5963 \f
5964 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
5965    function   of a basic induction variable,
5966    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
5967    The coefficients can be any loop invariant quantity.
5968    A giv need not be computed directly from the biv;
5969    it can be computed by way of other givs.  */
5970
5971 /* Determine whether X computes a giv.
5972    If it does, return a nonzero value
5973      which is the benefit from eliminating the computation of X;
5974    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
5975    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
5976      such that the value of X is biv * mult + add;  */
5977
5978 static int
5979 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
5980      rtx x;
5981      rtx *src_reg;
5982      rtx *add_val;
5983      rtx *mult_val;
5984      int is_addr;
5985      int *pbenefit;
5986 {
5987   rtx orig_x = x;
5988   char *storage;
5989
5990   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
5991   if (invariant_p (x) == 1)
5992     return 0;
5993
5994   /* See if the expression could be a giv and get its form.
5995      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
5996   storage = (char *) oballoc (0);
5997   *pbenefit = 0;
5998   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
5999   if (x == 0)
6000     {
6001       obfree (storage);
6002       return 0;
6003     }
6004
6005   switch (GET_CODE (x))
6006     {
6007     case USE:
6008     case CONST_INT:
6009       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6010          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6011          with.  */
6012       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6013       *mult_val = const0_rtx;
6014       *add_val = x;
6015       break;
6016
6017     case REG:
6018       /* This is equivalent to a BIV.  */
6019       *src_reg = x;
6020       *mult_val = const1_rtx;
6021       *add_val = const0_rtx;
6022       break;
6023
6024     case PLUS:
6025       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6026          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6027       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6028         {
6029           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6030           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6031         }
6032       else
6033         {
6034           *src_reg = XEXP (x, 0);
6035           *mult_val = const1_rtx;
6036         }
6037       *add_val = XEXP (x, 1);
6038       break;
6039
6040     case MULT:
6041       /* ADD_VAL is zero.  */
6042       *src_reg = XEXP (x, 0);
6043       *mult_val = XEXP (x, 1);
6044       *add_val = const0_rtx;
6045       break;
6046
6047     default:
6048       abort ();
6049     }
6050
6051   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6052      unless they are CONST_INT).  */
6053   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6054     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6055   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6056     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6057
6058   if (is_addr)
6059     {
6060 #ifdef ADDRESS_COST
6061       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6062 #else
6063       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6064 #endif
6065     }
6066   else
6067     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6068
6069   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6070      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
6071      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
6072   return 1;
6073 }
6074 \f
6075 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6076    We will canonicalize it to be of the form
6077         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6078               (invar_2))
6079    with possible degeneracies.
6080
6081    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6082    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6083    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6084    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6085
6086    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6087    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6088    returns 0.
6089
6090    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6091    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
6092
6093    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6094
6095 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6096 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
6097
6098 static rtx
6099 simplify_giv_expr (x, benefit)
6100      rtx x;
6101      int *benefit;
6102 {
6103   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6104   rtx arg0, arg1;
6105   rtx tem;
6106
6107   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6108      mode, this can't be a giv.  */
6109   if (mode != VOIDmode
6110       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6111           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6112     return NULL_RTX;
6113
6114   switch (GET_CODE (x))
6115     {
6116     case PLUS:
6117       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6118       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6119       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6120         return NULL_RTX;
6121
6122       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6123       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6124            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6125           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6126                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6127                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6128         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6129
6130       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6131       if (arg1 == const0_rtx)
6132         return arg0;
6133       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6134         switch (GET_CODE (arg0))
6135           {
6136           case CONST_INT:
6137           case USE:
6138             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6139                addition operation inside a USE and return it.  */
6140             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6141               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6142             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6143               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6144
6145             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6146               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6147             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6148               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6149             else
6150               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6151
6152             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6153               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6154             return tem;
6155
6156           case REG:
6157           case MULT:
6158             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6159             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6160
6161           case PLUS:
6162             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6163             return simplify_giv_expr (
6164                 gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 0),
6165                               gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 1), arg1)),
6166                 benefit);
6167
6168           default:
6169             abort ();
6170           }
6171
6172       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6173          MULT to reduce cases.  */
6174       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6175         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6176       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6177         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6178
6179       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6180          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6181          Recurse to associate the second PLUS.  */
6182       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6183         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6184
6185       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6186           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6187                                                   gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6188                                                                 XEXP (arg1, 0)),
6189                                                   XEXP (arg1, 1)),
6190                                     benefit);
6191
6192       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6193       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6194         return NULL_RTX;
6195
6196       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6197         return NULL_RTX;
6198
6199       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6200                                               XEXP (arg0, 0),
6201                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6202                                                             XEXP (arg0, 1),
6203                                                             XEXP (arg1, 1))),
6204                                 benefit);
6205
6206     case MINUS:
6207       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6208       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6209                                               XEXP (x, 0),
6210                                               gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 1),
6211                                                             constm1_rtx)),
6212                                 benefit);
6213
6214     case MULT:
6215       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6216       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6217       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6218         return NULL_RTX;
6219
6220       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6221       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6222           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6223         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6224
6225       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6226       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6227         return NULL_RTX;
6228
6229       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6230       if (arg1 == const0_rtx)
6231         return const0_rtx;
6232
6233       else if (arg1 == const1_rtx)
6234         return arg0;
6235
6236       switch (GET_CODE (arg0))
6237         {
6238         case REG:
6239           /* biv * invar.  Done.  */
6240           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6241
6242         case CONST_INT:
6243           /* Product of two constants.  */
6244           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6245
6246         case USE:
6247           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will
6248              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6249           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6250             return NULL_RTX;
6251
6252           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6253           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6254             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6255           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6256                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6257                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6258             {
6259               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6260                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6261                                            * INTVAL (arg1)));
6262             }
6263           else
6264             return NULL_RTX;
6265           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6266
6267         case MULT:
6268           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6269           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6270                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6271                                                                 XEXP (arg0, 1),
6272                                                                 arg1)),
6273                                     benefit);
6274
6275         case PLUS:
6276           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6277           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6278                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6279                                                                 XEXP (arg0, 0),
6280                                                                 arg1),
6281                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6282                                                                 XEXP (arg0, 1),
6283                                                                 arg1)),
6284                                     benefit);
6285
6286         default:
6287           abort ();
6288         }
6289
6290     case ASHIFT:
6291       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6292       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6293         return 0;
6294
6295       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6296                                               XEXP (x, 0),
6297                                               GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6298                                                        << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6299                                 benefit);
6300
6301     case NEG:
6302       /* "-a" is "a * (-1)" */
6303       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6304                                 benefit);
6305
6306     case NOT:
6307       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6308       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
6309                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6310                                                const1_rtx),
6311                                 benefit);
6312
6313     case USE:
6314       /* Already in proper form for invariant.  */
6315       return x;
6316
6317     case REG:
6318       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6319       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6320         return 0;
6321
6322       /* Check for biv or giv.  */
6323       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6324         {
6325         case BASIC_INDUCT:
6326           return x;
6327         case GENERAL_INDUCT:
6328           {
6329             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6330
6331             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6332                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6333             *benefit += v->benefit;
6334             if (v->cant_derive)
6335               return 0;
6336
6337             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode, v->src_reg,
6338                                                     v->mult_val),
6339                            v->add_val);
6340             if (v->derive_adjustment)
6341               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6342             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
6343           }
6344
6345         default:
6346           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6347              may be able to simplify things further by looking through
6348              the bits we just moved outside the loop.  */
6349           if (invariant_p (x) == 1)
6350             {
6351               struct movable *m;
6352
6353               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6354                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6355                   {
6356                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6357
6358                     /* If we match another movable, we must use that, as
6359                        this one is going away.  */
6360                     if (m->match)
6361                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
6362
6363                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6364                        instructions that were moved together.  We handle this
6365                        case only to the point of seeking to the last insn and
6366                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6367                     if (m->consec != 0)
6368                       {
6369                         int i = m->consec;
6370                         tem = m->insn;
6371                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6372
6373                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6374                         if (tem)
6375                           tem = XEXP (tem, 0);
6376                       }
6377                     else
6378                       {
6379                         tem = single_set (m->insn);
6380                         if (tem)
6381                           tem = SET_SRC (tem);
6382                       }
6383
6384                     if (tem)
6385                       {
6386                         /* What we are most interested in is pointer
6387                            arithmetic on invariants -- only take
6388                            patterns we may be able to do something with.  */
6389                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6390                             || GET_CODE (tem) == MULT
6391                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6392                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6393                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6394                           {
6395                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
6396                             if (tem)
6397                               return tem;
6398                           }
6399                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6400                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6401                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6402                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6403                           {
6404                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
6405                             if (tem)
6406                               return tem;
6407                           }
6408                       }
6409                     break;
6410                   }
6411             }
6412           break;
6413         }
6414
6415       /* Fall through to general case.  */
6416     default:
6417       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6418          Otherwise, not giv.  */
6419       if (GET_CODE (x) == USE)
6420         x = XEXP (x, 0);
6421
6422       if (invariant_p (x) == 1)
6423         {
6424           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6425             return x;
6426           if (GET_CODE (x) == CONST
6427               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6428               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6429               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6430             x = XEXP (x, 0);
6431           return gen_rtx_USE (mode, x);
6432         }
6433       else
6434         return 0;
6435     }
6436 }
6437
6438 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6439    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6440
6441 static rtx
6442 sge_plus_constant (x, c)
6443      rtx x, c;
6444 {
6445   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6446     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6447   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6448     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6449   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6450     {
6451       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6452                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6453     }
6454   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6455            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6456     {
6457       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6458                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6459     }
6460   else
6461     {
6462       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6463                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6464     }
6465 }
6466
6467 static rtx
6468 sge_plus (mode, x, y)
6469      enum machine_mode mode;
6470      rtx x, y;
6471 {
6472   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6473     {
6474       rtx a = XEXP (y, 0);
6475       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6476         x = sge_plus_constant (x, a);
6477       else
6478         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6479       y = XEXP (y, 1);
6480     }
6481   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6482     x = sge_plus_constant (x, y);
6483   else
6484     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6485   return x;
6486 }
6487 \f
6488 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6489    for example,
6490       giv = biv * M
6491       giv = giv + A
6492    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6493    we check that all other insns that set the same register follow
6494    immediately after P, that they alter nothing else,
6495    and that the result of the last is still a giv.
6496
6497    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6498    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6499    all the consecutive insns that compute the value.
6500
6501    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6502    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6503
6504    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6505    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6506
6507 static int
6508 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6509                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6510      int first_benefit;
6511      rtx p;
6512      rtx src_reg;
6513      rtx dest_reg;
6514      rtx *add_val;
6515      rtx *mult_val;
6516      rtx *last_consec_insn;
6517 {
6518   int count;
6519   enum rtx_code code;
6520   int benefit;
6521   rtx temp;
6522   rtx set;
6523
6524   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6525      each insn of the multi-insn sequence.
6526
6527      This induction structure will be used only by the call to
6528      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6529      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6530      a new induction structure.  */
6531   struct induction *v
6532     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6533   v->src_reg = src_reg;
6534   v->mult_val = *mult_val;
6535   v->add_val = *add_val;
6536   v->benefit = first_benefit;
6537   v->cant_derive = 0;
6538   v->derive_adjustment = 0;
6539
6540   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6541   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6542
6543   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6544
6545   while (count > 0)
6546     {
6547       p = NEXT_INSN (p);
6548       code = GET_CODE (p);
6549
6550       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6551       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6552         p = XEXP (temp, 0);
6553
6554       if (code == INSN
6555           && (set = single_set (p))
6556           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6557           && SET_DEST (set) == dest_reg
6558           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6559                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6560               /* Giv created by equivalent expression.  */
6561               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6562                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6563                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6564           && src_reg == v->src_reg)
6565         {
6566           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6567             benefit += libcall_benefit (p);
6568
6569           count--;
6570           v->mult_val = *mult_val;
6571           v->add_val = *add_val;
6572           v->benefit = benefit;
6573         }
6574       else if (code != NOTE)
6575         {
6576           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6577              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6578              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6579           if (code == INSN
6580               && (set = single_set (p))
6581               && SET_DEST (set) != dest_reg
6582               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6583             continue;
6584
6585           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6586           return 0;
6587         }
6588     }
6589
6590   *last_consec_insn = p;
6591   return v->benefit;
6592 }
6593 \f
6594 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6595    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6596    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6597
6598    To perform the computation, we note that
6599         G1 = x * v + a          and
6600         G2 = y * v + b
6601    where `v' is the biv.
6602
6603    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6604
6605    Note that MULT = y/x.
6606
6607    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6608    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6609    subtracting variables.  */
6610
6611 static rtx
6612 express_from_1 (a, b, mult)
6613      rtx a, b, mult;
6614 {
6615   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6616
6617   if (mult == const0_rtx)
6618     return b;
6619
6620   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6621      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6622      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6623      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6624
6625   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6626     return NULL_RTX;
6627
6628   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6629      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6630      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6631      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6632      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6633
6634   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6635     {
6636       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6637
6638       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6639       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6640         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6641
6642       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6643       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6644         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6645
6646       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6647         /* We matched: remove one reg completely.  */
6648         a = oa, b = ob;
6649       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6650         /* An alternate match.  */
6651         a = oa, b = rb;
6652       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6653         /* An alternate match.  */
6654         a = ra, b = ob;
6655       else
6656         {
6657           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6658              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6659           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6660           if (ob == NULL_RTX)
6661             return NULL_RTX;
6662           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6663         }
6664     }
6665
6666   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6667      get rid of everything but a constant.  */
6668
6669   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6670     {
6671       rtx ra, oa;
6672
6673       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6674       if (rtx_equal_p (oa, b))
6675         oa = ra;
6676       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6677         return NULL_RTX;
6678
6679       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6680         return NULL_RTX;
6681
6682       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6683     }
6684   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6685     {
6686       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6687     }
6688   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6689     {
6690       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6691         return XEXP (b, 1);
6692       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6693         return XEXP (b, 0);
6694       else
6695         return NULL_RTX;
6696     }
6697   else if (rtx_equal_p (a, b))
6698     return const0_rtx;
6699
6700   return NULL_RTX;
6701 }
6702
6703 rtx
6704 express_from (g1, g2)
6705      struct induction *g1, *g2;
6706 {
6707   rtx mult, add;
6708
6709   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6710      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6711      for notation) is also an integer.  */
6712   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6713       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6714     {
6715       if (g1->mult_val == const0_rtx
6716           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6717         return NULL_RTX;
6718       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6719     }
6720   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6721     mult = const1_rtx;
6722   else
6723     {
6724       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6725       return NULL_RTX;
6726     }
6727
6728   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6729   if (add == NULL_RTX)
6730     return NULL_RTX;
6731
6732   /* Form simplified final result.  */
6733   if (mult == const0_rtx)
6734     return add;
6735   else if (mult == const1_rtx)
6736     mult = g1->dest_reg;
6737   else
6738     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6739
6740   if (add == const0_rtx)
6741     return mult;
6742   else
6743     {
6744       if (GET_CODE (add) == PLUS
6745           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6746         {
6747           rtx tem = XEXP (add, 1);
6748           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6749           add = tem;
6750         }
6751
6752       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6753     }
6754
6755 }
6756 \f
6757 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6758    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6759    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6760    used to represent G1.  */
6761
6762 static rtx
6763 combine_givs_p (g1, g2)
6764      struct induction *g1, *g2;
6765 {
6766   rtx tem = express_from (g1, g2);
6767
6768   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6769      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6770      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6771   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6772      combination to be the other way round.  */
6773   if (tem == g1->dest_reg
6774       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6775     {
6776       return g1->dest_reg;
6777     }
6778
6779   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6780      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6781      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6782   if (tem != NULL_RTX
6783       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6784       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6785       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6786          will always be a register, and so anything more complicated
6787          gets discarded.  */
6788 #if 0
6789 #ifdef ADDRESS_COST
6790       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6791 #else
6792       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6793 #endif
6794 #endif
6795       )
6796     {
6797       return tem;
6798     }
6799
6800   return NULL_RTX;
6801 }
6802 \f
6803 struct combine_givs_stats
6804 {
6805   int giv_number;
6806   int total_benefit;
6807 };
6808
6809 static int
6810 cmp_combine_givs_stats (x, y)
6811      struct combine_givs_stats *x, *y;
6812 {
6813   int d;
6814   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6815   /* Stabilize the sort.  */
6816   if (!d)
6817     d = x->giv_number - y->giv_number;
6818   return d;
6819 }
6820
6821 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6822    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6823    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6824    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6825
6826 static void
6827 combine_givs (bl)
6828      struct iv_class *bl;
6829 {
6830   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
6831   const int extra_benefit = 3;
6832
6833   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6834   int i, j, k, giv_count;
6835   struct combine_givs_stats *stats;
6836   rtx *can_combine;
6837
6838   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6839   giv_count = 0;
6840   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6841     if (!g1->ignore)
6842       giv_count++;
6843
6844   giv_array
6845     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6846   i = 0;
6847   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6848     if (!g1->ignore)
6849       giv_array[i++] = g1;
6850
6851   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
6852   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
6853
6854   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6855   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6856
6857   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6858     {
6859       int this_benefit;
6860       rtx single_use;
6861
6862       g1 = giv_array[i];
6863       stats[i].giv_number = i;
6864
6865       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
6866          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
6867          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
6868          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
6869          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
6870          be seen elsewhere as well.  */
6871       if (g1->giv_type == DEST_REG
6872           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
6873           && single_use != const0_rtx)
6874         continue;
6875
6876       this_benefit = g1->benefit;
6877       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6878       if (g1->no_const_addval)
6879         this_benefit += 1;
6880
6881       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6882         {
6883           rtx this_combine;
6884
6885           g2 = giv_array[j];
6886           if (g1 != g2
6887               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
6888             {
6889               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
6890               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
6891             }
6892         }
6893       stats[i].total_benefit = this_benefit;
6894     }
6895
6896   /* Iterate, combining until we can't.  */
6897 restart:
6898   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
6899
6900   if (loop_dump_stream)
6901     {
6902       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
6903       for (k = 0; k < giv_count; k++)
6904         {
6905           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
6906           if (!g1->combined_with && !g1->same)
6907             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
6908                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
6909                      stats[k].total_benefit);
6910         }
6911       putc ('\n', loop_dump_stream);
6912     }
6913
6914   for (k = 0; k < giv_count; k++)
6915     {
6916       int g1_add_benefit = 0;
6917
6918       i = stats[k].giv_number;
6919       g1 = giv_array[i];
6920
6921       /* If it has already been combined, skip.  */
6922       if (g1->combined_with || g1->same)
6923         continue;
6924
6925       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6926         {
6927           g2 = giv_array[j];
6928           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
6929               /* If it has already been combined, skip.  */
6930               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
6931             {
6932               int l;
6933
6934               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
6935               g2->same = g1;
6936               g1->combined_with++;
6937               g1->lifetime += g2->lifetime;
6938
6939               g1_add_benefit += g2->benefit;
6940
6941               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
6942                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
6943                  longer be necessary.  */
6944               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
6945                 g1_add_benefit -= copy_cost;
6946
6947               /* To help optimize the next set of combinations, remove
6948                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
6949               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
6950                 {
6951                   int m = stats[l].giv_number;
6952                   if (can_combine[m*giv_count + j])
6953                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
6954                 }
6955
6956               if (loop_dump_stream)
6957                 fprintf (loop_dump_stream,
6958                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
6959                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
6960             }
6961         }
6962
6963       /* To help optimize the next set of combinations, remove
6964          this giv from the benefits of other potential mates.  */
6965       if (g1->combined_with)
6966         {
6967           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
6968             {
6969               int m = stats[j].giv_number;
6970               if (can_combine[m*giv_count + j])
6971                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
6972             }
6973
6974           g1->benefit += g1_add_benefit;
6975
6976           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
6977              Restart the combination so that proper weights for the
6978              rest of the givs are properly taken into account.  */
6979           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
6980              as to not cover old ground.  But sanely compacting
6981              can_combine is tricky.  */
6982           goto restart;
6983         }
6984     }
6985 }
6986 \f
6987 struct recombine_givs_stats
6988 {
6989   int giv_number;
6990   int start_luid, end_luid;
6991 };
6992
6993 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
6994    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
6995    used in reverse.  */
6996 static int
6997 cmp_recombine_givs_stats (x, y)
6998      struct recombine_givs_stats *x, *y;
6999 {
7000   int d;
7001   d = y->start_luid - x->start_luid;
7002   /* Stabilize the sort.  */
7003   if (!d)
7004     d = y->giv_number - x->giv_number;
7005   return d;
7006 }
7007
7008 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7009    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7010    yet to unlock the search for the end of its life.
7011    Only consider givs that belong to BIV.
7012    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7013 static int
7014 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7015      rtx x, insn, biv;
7016      struct recombine_givs_stats *stats;
7017 {
7018   enum rtx_code code;
7019   char *fmt;
7020   int i, j;
7021   int retval;
7022
7023   code = GET_CODE (x);
7024   switch (code)
7025     {
7026     case SET:
7027       {
7028         rtx reg = SET_DEST (x);
7029         if (GET_CODE (reg) == REG)
7030           {
7031             int regno = REGNO (reg);
7032             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7033
7034             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7035                 && ! v->ignore
7036                 && v->src_reg == biv
7037                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7038               {
7039                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7040                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7041                    We must not predicate this code on a start_luid match
7042                    since that would make the test fail for givs that have
7043                    been hoisted out of inner loops.  */
7044                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7045                   {
7046                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7047                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7048                   }
7049                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7050                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7051               }
7052             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7053           }
7054         break;
7055       }
7056     case REG:
7057       {
7058         int regno = REGNO (x);
7059         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7060
7061         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7062             && ! v->ignore
7063             && v->src_reg == biv
7064             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7065           {
7066             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7067               insn = NEXT_INSN (insn);
7068             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7069             return 1;
7070           }
7071         return 0;
7072       }
7073     case LABEL_REF:
7074     case CONST_DOUBLE:
7075     case CONST_INT:
7076     case CONST:
7077       return 0;
7078     default:
7079       break;
7080     }
7081   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7082   retval = 0;
7083   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7084     {
7085       if (fmt[i] == 'e')
7086         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7087
7088       else if (fmt[i] == 'E')
7089         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7090           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7091     }
7092   return retval;
7093 }
7094
7095 /* For each giv that has been combined with another, look if
7096    we can combine it with the most recently used one instead.
7097    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7098    try to derive givs from other givs.  */
7099 static void
7100 recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p)
7101      struct iv_class *bl;
7102      rtx loop_start, loop_end;
7103      int unroll_p;
7104 {
7105   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7106   struct recombine_givs_stats *stats;
7107   int giv_count;
7108   int i, rescan;
7109   int ends_need_computing;
7110
7111   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7112     {
7113       if (! v->ignore)
7114         giv_count++;
7115     }
7116   giv_array
7117     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7118   stats = (struct recombine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof *stats);
7119
7120   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7121      the corresponding index into stats.  */
7122   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7123     {
7124       rtx p;
7125
7126       if (v->ignore)
7127         continue;
7128       giv_array[i] = v;
7129       stats[i].giv_number = i;
7130       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7131          the previous insn.  */
7132       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7133         p = PREV_INSN (p);
7134       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7135       v->ix = i;
7136       i++;
7137     }
7138
7139   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7140
7141   /* Do the actual most-recently-used recombination.  */
7142   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7143     {
7144       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7145       if (v->same)
7146         {
7147           struct induction *old_same = v->same;
7148           rtx new_combine;
7149
7150           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7151              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7152              that could otherwise be eliminated.  */
7153           if (last_giv
7154               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7155                   || ! last_giv->maybe_dead
7156                   || last_giv->combined_with)
7157               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7158             {
7159               old_same->combined_with--;
7160               v->new_reg = new_combine;
7161               v->same = last_giv;
7162               last_giv->combined_with++;
7163               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7164                  already decided what to reduce.  */
7165
7166               if (loop_dump_stream)
7167                 {
7168                   fprintf (loop_dump_stream,
7169                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7170                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7171                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7172                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7173                 }
7174               continue;
7175             }
7176           v = v->same;
7177         }
7178       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7179         continue;
7180       if (! last_giv
7181           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7182           || ! v->maybe_dead
7183           || v->combined_with)
7184         last_giv = v;
7185     }
7186
7187   ends_need_computing = 0;
7188   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7189      lifetime ends from regscan info.  */
7190   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7191     {
7192       if (v->ignore)
7193         continue;
7194       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7195         {
7196           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7197              givs.  */
7198           rtx p;
7199           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7200             p = PREV_INSN (p);
7201           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7202           if (p != v->insn)
7203             stats[i].end_luid++;
7204         }
7205       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7206         {
7207           if (v->last_use)
7208             {
7209               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7210               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7211             }
7212           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7213             {
7214               rtx p;
7215               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7216                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7217                  when we see the first set.  But we do know that there will
7218                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7219                  we'll start looking for the last use right away.  */
7220               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7221                 p = PREV_INSN (p);
7222               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7223               stats[i].end_luid = 0;
7224               ends_need_computing++;
7225             }
7226           else
7227             {
7228               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7229               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7230               rtx p = v->insn;
7231
7232               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7233                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7234                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7235                  last use properly.  */
7236               while (count)
7237                 {
7238                   p = prev_nonnote_insn (p);
7239                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7240                   count--;
7241                 }
7242
7243               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7244               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7245                 {
7246                   stats[i].end_luid = -1;
7247                   ends_need_computing++;
7248                 }
7249               else
7250                 {
7251                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7252                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop_end))
7253                     {
7254                       stats[i].end_luid = -1;
7255                       ends_need_computing++;
7256                     }
7257                 }
7258             }
7259         }
7260       i++;
7261     }
7262
7263   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7264      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7265   if (ends_need_computing)
7266     {
7267       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7268       rtx p = loop_end;
7269
7270       do
7271         {
7272           if (p == loop_start)
7273             p = loop_end;
7274           p = PREV_INSN (p);
7275           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7276             continue;
7277           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7278         }
7279       while (ends_need_computing);
7280     }
7281
7282   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7283      more combinations.  */
7284   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7285     {
7286       if (v->ignore)
7287         continue;
7288       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7289         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7290       i++;
7291     }
7292
7293   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7294   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7295     {
7296       unsigned luid;
7297       int j;
7298
7299       if (v->ignore)
7300         continue;
7301       if (v->same && ! v->same->ignore)
7302         {
7303           j = v->same->ix;
7304           luid = stats[i].start_luid;
7305           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7306           if (luid - stats[j].start_luid
7307               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7308             stats[j].end_luid = luid;
7309         }
7310       i++;
7311     }
7312
7313   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7314
7315   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7316      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7317      pressure.
7318      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7319      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7320      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7321      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7322      index for this giv (unless rescan is already set).
7323      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7324      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7325      LAST_GIV.  */
7326   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7327     {
7328       int life_start, life_end;
7329
7330       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7331         {
7332           rtx sum;
7333
7334           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7335           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7336             continue;
7337           if (! last_giv)
7338             {
7339               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7340                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7341               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7342                 {
7343                   last_giv = v;
7344                   life_start = stats[i].start_luid;
7345                   life_end = stats[i].end_luid;
7346                 }
7347               continue;
7348             }
7349           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7350           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7351                >= (unsigned) life_end - life_start)
7352               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7353                   > (unsigned) life_end - life_start)
7354               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7355                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7356                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7357                   pressure.
7358                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7359               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop_start)
7360                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop_start))
7361               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7362               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7363               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7364               /* We would really like to know if for any giv that v
7365                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7366                  dominates that combined giv.  However, we
7367                  don't have this detailed control flow information.
7368                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7369                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7370                  validity of last_giv.
7371                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7372                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7373                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7374                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7375               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7376               && (sum = express_from (last_giv, v))
7377               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7378                  doesn't take different costs of registers and constants into
7379                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7380               && (rtx_cost (sum, SET)
7381                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7382               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7383                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7384               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7385                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7386                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7387                   || ! unroll_p)
7388               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7389                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7390             {
7391               v->derived_from = last_giv;
7392               life_end = stats[i].end_luid;
7393
7394               if (loop_dump_stream)
7395                 {
7396                   fprintf (loop_dump_stream,
7397                            "giv at %d derived from %d as ",
7398                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7399                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7400                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7401                 }
7402             }
7403           else if (rescan < 0)
7404             rescan = i;
7405         }
7406     }
7407 }
7408 \f
7409 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7410
7411 void
7412 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7413      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7414      rtx m;          /* multiplicative constant */
7415      rtx a;          /* additive constant */
7416      rtx reg;        /* destination register */
7417      rtx insert_before;
7418 {
7419   rtx seq;
7420   rtx result;
7421
7422   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7423   a = copy_rtx (a);
7424   b = copy_rtx (b);
7425
7426   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7427   update_reg_last_use (a, insert_before);
7428   update_reg_last_use (b, insert_before);
7429   update_reg_last_use (m, insert_before);
7430
7431   start_sequence ();
7432   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7433   if (reg != result)
7434     emit_move_insn (reg, result);
7435   seq = gen_sequence ();
7436   end_sequence ();
7437
7438   emit_insn_before (seq, insert_before);
7439
7440   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new
7441      registers.  Iterate over the sequence we just created and
7442      record them all.  */
7443
7444   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7445     {
7446       int i;
7447       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7448         {
7449           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7450           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7451             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7452         }
7453     }
7454   else if (GET_CODE (seq) == SET
7455            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7456     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7457 }
7458 \f
7459 /* Test whether A * B can be computed without
7460    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7461
7462 static int
7463 product_cheap_p (a, b)
7464      rtx a;
7465      rtx b;
7466 {
7467   int i;
7468   rtx tmp;
7469   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7470   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7471   int win = 1;
7472
7473   /* If only one is constant, make it B.  */
7474   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7475     tmp = a, a = b, b = tmp;
7476
7477   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7478   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7479     return 1;
7480
7481   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7482   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7483     return 0;
7484
7485   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7486      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7487      of insns is generated.  */
7488
7489   rtl_obstack = &temp_obstack;
7490   start_sequence ();
7491   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7492   tmp = gen_sequence ();
7493   end_sequence ();
7494
7495   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7496     {
7497       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7498         win = 1;
7499       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7500         win = 0;
7501       else
7502         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7503           {
7504             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7505
7506             if (GET_CODE (insn) != INSN
7507                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7508                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7509                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7510                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7511                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7512               {
7513                 win = 0;
7514                 break;
7515               }
7516           }
7517     }
7518   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7519            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7520     win = 0;
7521   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7522            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7523            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7524     win = 0;
7525
7526   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7527      allocation to its normal obstack.  */
7528   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7529   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7530
7531   return win;
7532 }
7533 \f
7534 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7535    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7536    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7537    to see if the optimization can be performed.
7538    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7539
7540 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7541    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7542    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7543    faster than one that increments from zero.  */
7544
7545 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7546    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7547    final_[bg]iv_value.  */
7548
7549 static int
7550 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info)
7551      rtx loop_end;
7552      int insn_count;
7553      rtx loop_start;
7554      struct loop_info *loop_info;
7555 {
7556   struct iv_class *bl;
7557   rtx reg;
7558   rtx jump_label;
7559   rtx final_value;
7560   rtx start_value;
7561   rtx new_add_val;
7562   rtx comparison;
7563   rtx before_comparison;
7564   rtx p;
7565   rtx jump;
7566   rtx first_compare;
7567   int compare_and_branch;
7568
7569   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7570      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7571
7572   jump = PREV_INSN (loop_end);
7573   comparison = get_condition_for_loop (jump);
7574   if (comparison == 0)
7575     return 0;
7576
7577   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7578      two instructions.  */
7579   get_condition (jump, &first_compare);
7580   if (first_compare == jump)
7581     compare_and_branch = 1;
7582   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7583     compare_and_branch = 2;
7584   else
7585     return 0;
7586
7587   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7588      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7589      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7590      used between its update and the test insn.  */
7591
7592   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7593     {
7594       if (bl->biv_count == 1
7595           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7596           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7597                                    first_compare))
7598         break;
7599     }
7600
7601   if (! bl)
7602     return 0;
7603
7604   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7605      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7606      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7607      m68k DBRA instruction to be used.  */
7608
7609   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7610         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7611         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7612        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7613       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7614       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7615     {
7616       /* Initial value must be greater than 0,
7617          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7618          the last iteration */
7619
7620       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7621           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7622           && (INTVAL (bl->initial_value)
7623               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7624         {
7625           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7626           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7627             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7628                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7629           bl->nonneg = 1;
7630
7631           return 1;
7632         }
7633
7634       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7635          the loop, then we can safely optimize.  */
7636       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7637         {
7638           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7639             break;
7640           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7641             continue;
7642
7643           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
7644           if (before_comparison
7645               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7646               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7647               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7648               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7649               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7650             {
7651               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7652                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7653                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7654               bl->nonneg = 1;
7655
7656               return 1;
7657             }
7658         }
7659     }
7660   else if (INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7661     {
7662       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7663       /* Can do this if:
7664          all registers modified are induction variables or invariant,
7665          all memory references have non-overlapping addresses
7666          (obviously true if only one write)
7667          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7668       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7669          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7670          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7671          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7672          one biv.  */
7673       int num_nonfixed_reads = 0;
7674       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7675       int no_use_except_counting = 0;
7676       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7677          which is reversible.  */
7678       int reversible_mem_store = 1;
7679
7680       if (bl->giv_count == 0
7681           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
7682         {
7683           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7684
7685           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7686              fall through at the end of the loop, then
7687              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7688           no_use_except_counting = 1;
7689           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7690             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7691               {
7692                 rtx set = single_set (p);
7693
7694                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7695                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7696                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7697                   ;
7698                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7699                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7700                   /* Don't bother about the end test.  */
7701                   ;
7702                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7703                   {
7704                     no_use_except_counting = 0;
7705                     break;
7706                   }
7707               }
7708         }
7709
7710       if (no_use_except_counting)
7711         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7712       else if (num_mem_sets <= 1)
7713         {
7714           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7715             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7716               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
7717
7718           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7719              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7720              might then have the wrong value at loop exit.
7721              This would work if the source was invariant also, however, in that
7722              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7723
7724           if (num_mem_sets == 1)
7725             {
7726               struct induction *v;
7727
7728               reversible_mem_store
7729                 = (! unknown_address_altered
7730                    && ! invariant_p (XEXP (loop_store_mems, 0)));
7731
7732               /* If the store depends on a register that is set after the
7733                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7734                  reversible.  */
7735               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7736                 {
7737                   if (v->giv_type == DEST_REG
7738                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7739                                           XEXP (loop_store_mems, 0))
7740                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7741                     reversible_mem_store = 0;
7742                 }
7743             }
7744         }
7745       else
7746         return 0;
7747
7748       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7749          the memory address check by only reversing loops with
7750          zero or one memory access.
7751          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7752          and that can't be reversed.
7753          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7754          about all these things.  */
7755
7756       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7757            && !loop_has_call
7758            && !loop_has_volatile
7759            && reversible_mem_store
7760            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7761               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7762            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7763           || no_use_except_counting)
7764         {
7765           rtx tem;
7766
7767           /* Loop can be reversed.  */
7768           if (loop_dump_stream)
7769             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7770
7771           /* Now check other conditions:
7772
7773              The increment must be a constant, as must the initial value,
7774              and the comparison code must be LT.
7775
7776              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7777              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7778              confusing.  */
7779
7780           if (comparison
7781               /* for constants, LE gets turned into LT */
7782               && (GET_CODE (comparison) == LT
7783                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7784                       && no_use_except_counting)))
7785             {
7786               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
7787               rtx initial_value, comparison_value;
7788               int nonneg = 0;
7789               enum rtx_code cmp_code;
7790               int comparison_const_width;
7791               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
7792
7793               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
7794               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7795               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
7796                 comparison_const_width
7797                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
7798               else
7799                 comparison_const_width
7800                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
7801               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7802                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
7803               comparison_sign_mask
7804                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
7805
7806               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
7807                  can not reverse this loop.
7808
7809                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
7810                  a whole compute an invariant result, then we could move
7811                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
7812               if (!invariant_p (comparison_value))
7813                 return 0;
7814
7815               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7816                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
7817               initial_value = bl->initial_value;
7818
7819               /* Normalize the initial value if it is an integer and
7820                  has no other use except as a counter.  This will allow
7821                  a few more loops to be reversed.  */
7822               if (no_use_except_counting
7823                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7824                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7825                 {
7826                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
7827                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
7828                      of add_val in order to do the loop reversal, so
7829                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
7830                      Since comparison_value is constant, we know that the
7831                      current comparison code is LT.  */
7832                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
7833                   comparison_val
7834                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
7835                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
7836                      even if there is an overflow, we might still be able to
7837                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
7838                      NE is possible.  */
7839                   initial_value = const0_rtx;
7840                 }
7841
7842               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
7843               if (initial_value == const0_rtx
7844                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count, prefer
7845                      the NE test, since this will allow that instruction to
7846                      be generated.  Note that we must use a vanilla loop
7847                      reversal if the biv is used to calculate a giv or has
7848                      a non-counting use.  */
7849 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
7850                   && (! (add_val == 1 && loop_info->vtop
7851                          && (bl->biv_count == 0
7852                              || no_use_except_counting)))
7853 #endif
7854                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7855                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
7856                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
7857                         & comparison_sign_mask))
7858                 {
7859                   /* Register will always be nonnegative, with value
7860                      0 on last iteration */
7861                   add_adjust = add_val;
7862                   nonneg = 1;
7863                   cmp_code = GE;
7864                 }
7865               else if (add_val == 1 && loop_info->vtop
7866                        && (bl->biv_count == 0
7867                            || no_use_except_counting))
7868                 {
7869                   add_adjust = 0;
7870                   cmp_code = NE;
7871                 }
7872               else
7873                 return 0;
7874
7875               if (GET_CODE (comparison) == LE)
7876                 add_adjust -= add_val;
7877
7878               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
7879                  value is not an exact multiple of the increment, then we
7880                  can not reverse this loop.  */
7881               if (initial_value == const0_rtx
7882                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7883                 {
7884                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
7885                     return 0;
7886                 }
7887               else
7888                 {
7889                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
7890                     return 0;
7891                 }
7892
7893               final_value = comparison_value;
7894
7895               /* Reset these in case we normalized the initial value
7896                  and comparison value above.  */
7897               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7898                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7899                 {
7900                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
7901                   final_value
7902                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
7903                 }
7904               bl->initial_value = initial_value;
7905
7906               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
7907               reg = bl->biv->dest_reg;
7908               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
7909               if (jump_label == pc_rtx)
7910                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
7911               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
7912
7913               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
7914                  to generate a SUB.
7915                  Initialize biv to start_value before loop start.
7916                  The old initializing insn will be deleted as a
7917                  dead store by flow.c.  */
7918               if (initial_value == const0_rtx
7919                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7920                 {
7921                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
7922                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
7923                                     loop_start);
7924                 }
7925               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7926                 {
7927                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
7928                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7929                   enum insn_code icode
7930                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7931                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7932                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7933                             (comparison_value, mode))
7934                       || ! (*insn_operand_predicate[icode][2]) (offset, mode))
7935                     return 0;
7936                   start_value
7937                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
7938                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7939                                      (reg, comparison_value, offset)),
7940                                     loop_start);
7941                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
7942                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
7943                                                 GEN_INT (add_val));
7944                 }
7945               else if (! add_adjust)
7946                 {
7947                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7948                   enum insn_code icode
7949                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7950                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7951                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7952                             (comparison_value, mode))
7953                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][2])
7954                             (initial_value, mode)))
7955                     return 0;
7956                   start_value
7957                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
7958                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7959                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
7960                                     loop_start);
7961                 }
7962               else
7963                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
7964                    better to have a testcase first.  */
7965                 return 0;
7966
7967               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
7968                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
7969               start_sequence ();
7970               expand_inc (reg, new_add_val);
7971               tem = gen_sequence ();
7972               end_sequence ();
7973
7974               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
7975               delete_insn (bl->biv->insn);
7976
7977               /* Update biv info to reflect its new status.  */
7978               bl->biv->insn = p;
7979               bl->initial_value = start_value;
7980               bl->biv->add_val = new_add_val;
7981
7982               /* Update loop info.  */
7983               loop_info->initial_value = reg;
7984               loop_info->initial_equiv_value = reg;
7985               loop_info->final_value = const0_rtx;
7986               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
7987               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
7988               loop_info->comparison_code = cmp_code;
7989               loop_info->increment = new_add_val;
7990
7991               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
7992                  not delete the label.  */
7993               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
7994
7995               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
7996                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
7997               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
7998                   || ! bl->init_insn
7999                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8000                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8001                                  loop_end);
8002
8003               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8004               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8005               if (compare_and_branch == 2)
8006                 delete_insn (first_compare);
8007
8008               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8009               start_sequence ();
8010               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8011                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
8012                                        XEXP (jump_label, 0));
8013               tem = gen_sequence ();
8014               end_sequence ();
8015               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8016
8017               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8018                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8019                    tem = PREV_INSN (tem))
8020                 ;
8021
8022               if (tem)
8023                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8024
8025               if (nonneg)
8026                 {
8027                   if (tem)
8028                     {
8029                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8030                       /* Register is now always nonnegative,
8031                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8032                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8033                                                            REG_NOTES (tem));
8034                     }
8035                   bl->nonneg = 1;
8036                 }
8037
8038               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8039                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8040                  will have to be fixed up.  */
8041
8042               bl->reversed = 1;
8043
8044               if (loop_dump_stream)
8045                 fprintf (loop_dump_stream,
8046                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
8047
8048               return 1;
8049             }
8050         }
8051     }
8052
8053   return 0;
8054 }
8055 \f
8056 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8057    based on the insns in the loop that refer to it.
8058    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
8059
8060    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8061
8062    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8063    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8064    start of the loop.  */
8065
8066 static int
8067 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
8068      struct iv_class *bl;
8069      rtx loop_start;
8070      rtx end;
8071      int eliminate_p;
8072      int threshold, insn_count;
8073 {
8074   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8075   rtx p;
8076
8077   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8078      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8079
8080   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8081     {
8082       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8083       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8084
8085       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8086           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8087           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
8088         {
8089           if (loop_dump_stream)
8090             fprintf (loop_dump_stream,
8091                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8092                      bl->regno, INSN_UID (p));
8093           break;
8094         }
8095     }
8096
8097   if (p == end)
8098     {
8099       if (loop_dump_stream)
8100         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8101                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8102       return 1;
8103     }
8104
8105   return 0;
8106 }
8107 \f
8108 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8109    Return non-zero if INSN is first.  */
8110
8111 int
8112 loop_insn_first_p (insn, reference)
8113      rtx insn, reference;
8114 {
8115   rtx p, q;
8116
8117   for (p = insn, q = reference; ;)
8118     {
8119       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8120          first.  */
8121       if (q == insn || ! p)
8122         return 0;
8123       if (p == reference || ! q)
8124         return 1;
8125
8126       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8127           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop)
8128         return INSN_LUID (p) < INSN_LUID (q);
8129
8130       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
8131         p = NEXT_INSN (p);
8132       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8133         q = NEXT_INSN (q);
8134     }
8135 }
8136
8137 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8138    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8139    div derivation is zero.  */
8140 static int
8141 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8142      struct induction *biv, *giv;
8143      rtx insn;
8144 {
8145   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8146      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8147      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8148      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8149   if (giv->auto_inc_opt
8150       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8151            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8152           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8153               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8154     return 0;
8155
8156   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8157      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8158      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8159      bother to make this possible.  */
8160   if (giv->derived_from
8161       && ! (giv->always_executed
8162             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8163             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8164     return 0;
8165   if (giv->same
8166       && giv->same->derived_from
8167       && ! (giv->same->always_executed
8168             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8169             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8170     return 0;
8171
8172   return 1;
8173 }
8174
8175 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8176    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8177
8178    If BIV does not appear in X, return 1.
8179
8180    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8181    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8182    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8183    the loop.  */
8184
8185 static int
8186 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
8187      rtx x, insn;
8188      struct iv_class *bl;
8189      int eliminate_p;
8190      rtx where;
8191 {
8192   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8193   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8194   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8195   struct induction *v;
8196   rtx arg, tem;
8197 #ifdef HAVE_cc0
8198   rtx new;
8199 #endif
8200   int arg_operand;
8201   char *fmt;
8202   int i, j;
8203
8204   switch (code)
8205     {
8206     case REG:
8207       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8208          we can't eliminate it.  */
8209       if (x == reg)
8210         return 0;
8211       return 1;
8212
8213     case SET:
8214       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8215       if (SET_DEST (x) == reg)
8216         return 1;
8217
8218       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8219          it will go away when the giv is reduced.  */
8220       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8221         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8222           return 1;
8223
8224 #ifdef HAVE_cc0
8225       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8226         {
8227           /* Can replace with any giv that was reduced and
8228              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8229              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8230              ??? We disable this optimization to avoid potential
8231              overflows.  */
8232
8233           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8234             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8235                 && v->add_val == const0_rtx
8236                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8237                 && v->mode == mode
8238                 && 0)
8239               {
8240                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8241                   continue;
8242
8243                 if (! eliminate_p)
8244                   return 1;
8245
8246                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8247                    then reverse the comparison.  */
8248                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8249                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8250                                          const0_rtx, v->new_reg);
8251                 else
8252                   new = v->new_reg;
8253
8254                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8255                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8256                   return 1;
8257               }
8258
8259           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8260              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8261              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8262              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8263              overflow problem.  */
8264
8265           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8266             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8267                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8268                 && v->mode == mode
8269                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8270                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8271                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8272                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8273                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8274               {
8275                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8276                   continue;
8277
8278                 if (! eliminate_p)
8279                   return 1;
8280
8281                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8282                    then reverse the comparison.  */
8283                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8284                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8285                                          v->new_reg);
8286                 else
8287                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8288                                          copy_rtx (v->add_val));
8289
8290                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8291                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8292                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8293                   return 1;
8294
8295                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8296                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8297                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8298
8299                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8300                                   where);
8301
8302                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8303                    the compare expression. */
8304                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8305                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8306                   return 1;
8307               }
8308         }
8309 #endif
8310       break;
8311
8312     case COMPARE:
8313     case EQ:  case NE:
8314     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8315     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8316       /* See if either argument is the biv.  */
8317       if (XEXP (x, 0) == reg)
8318         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8319       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8320         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8321       else
8322         break;
8323
8324       if (CONSTANT_P (arg))
8325         {
8326           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8327              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8328              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8329
8330           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8331             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8332                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8333                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8334                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8335                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8336                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8337                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8338                 && v->mode == mode)
8339               {
8340                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8341                   continue;
8342
8343                 if (! eliminate_p)
8344                   return 1;
8345
8346                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8347                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8348
8349                 /* If all constants are actually constant integers and
8350                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8351                    do so.  */
8352                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8353                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8354                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8355                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8356                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8357                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8358                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8359                   return 1;
8360
8361                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8362                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8363                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8364                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8365                   return 1;
8366
8367                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8368                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8369               }
8370
8371           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8372              Insert insns to calculate new compare value.
8373              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8374
8375           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8376             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8377                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8378                 && v->mode == mode
8379                 && 0)
8380               {
8381                 rtx tem;
8382
8383                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8384                   continue;
8385
8386                 if (! eliminate_p)
8387                   return 1;
8388
8389                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8390
8391                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8392                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8393                                  v->new_reg, 1);
8394
8395                 /* Compute value to compare against.  */
8396                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8397                 /* Use it in this insn.  */
8398                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8399                 if (apply_change_group ())
8400                   return 1;
8401               }
8402         }
8403       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8404         {
8405           if (invariant_p (arg) == 1)
8406             {
8407               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8408                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8409                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8410
8411               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8412                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8413                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8414                     && v->mode == mode
8415                     && 0)
8416                   {
8417                     rtx tem;
8418
8419                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8420                       continue;
8421
8422                     if (! eliminate_p)
8423                       return 1;
8424
8425                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8426
8427                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8428                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8429                                      v->new_reg, 1);
8430
8431                     /* Compute value to compare against.  */
8432                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8433                                       tem, where);
8434                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8435                     if (apply_change_group ())
8436                       return 1;
8437                   }
8438             }
8439
8440           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8441              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8442              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8443              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8444              but that can generate poor code.
8445
8446              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8447              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8448              we might have to do a topological sort of the order in which
8449              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8450              this sort of thing now.  */
8451
8452 #if 0
8453           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8454           if (GET_CODE (arg) != REG
8455               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8456             return 0;
8457
8458           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8459              with identical coefficients.  */
8460           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8461             {
8462               struct induction *tv;
8463
8464               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8465                 continue;
8466
8467               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8468                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8469                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8470                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8471                     && tv->mode == mode)
8472                   {
8473                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8474                       continue;
8475
8476                     if (! eliminate_p)
8477                       return 1;
8478
8479                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8480                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8481                     /* Replace other operand with the other giv's
8482                        reduced reg.  */
8483                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8484                     return 1;
8485                   }
8486             }
8487 #endif
8488         }
8489
8490       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8491       return 0;
8492
8493     case MEM:
8494       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8495          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8496       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8497         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8498           return 1;
8499       break;
8500
8501     default:
8502       break;
8503     }
8504
8505   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8506   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8507   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8508     {
8509       switch (fmt[i])
8510         {
8511         case 'e':
8512           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl,
8513                                        eliminate_p, where))
8514             return 0;
8515           break;
8516
8517         case 'E':
8518           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8519             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8520                                          eliminate_p, where))
8521               return 0;
8522           break;
8523         }
8524     }
8525
8526   return 1;
8527 }
8528 \f
8529 /* Return nonzero if the last use of REG
8530    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8531
8532 static int
8533 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8534      rtx reg;
8535      rtx insn;
8536 {
8537   rtx n;
8538   for (n = insn;
8539        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8540        n = NEXT_INSN (n))
8541     {
8542       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8543         return 1;
8544     }
8545   return 0;
8546 }
8547 \f
8548 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8549    just record the location of the set and process it later.  */
8550
8551 static void
8552 record_initial (dest, set)
8553      rtx dest;
8554      rtx set;
8555 {
8556   struct iv_class *bl;
8557
8558   if (GET_CODE (dest) != REG
8559       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8560       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8561     return;
8562
8563   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8564
8565   /* If this is the first set found, record it.  */
8566   if (bl->init_insn == 0)
8567     {
8568       bl->init_insn = note_insn;
8569       bl->init_set = set;
8570     }
8571 }
8572 \f
8573 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8574    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8575    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8576    use it.  */
8577
8578 static void
8579 update_reg_last_use (x, insn)
8580      rtx x;
8581      rtx insn;
8582 {
8583   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8584      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8585      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8586      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8587   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8588       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8589       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8590     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8591   else
8592     {
8593       register int i, j;
8594       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8595       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8596         {
8597           if (fmt[i] == 'e')
8598             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8599           else if (fmt[i] == 'E')
8600             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8601               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8602         }
8603     }
8604 }
8605 \f
8606 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8607    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8608    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8609    be returned.
8610
8611    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8612    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8613    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8614    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8615
8616    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
8617    callers.  Specifically:
8618
8619    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8620    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8621    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8622    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8623        for GE, GEU, and LEU.  */
8624
8625 rtx
8626 get_condition (jump, earliest)
8627      rtx jump;
8628      rtx *earliest;
8629 {
8630   enum rtx_code code;
8631   rtx prev = jump;
8632   rtx set;
8633   rtx tem;
8634   rtx op0, op1;
8635   int reverse_code = 0;
8636   int did_reverse_condition = 0;
8637   enum machine_mode mode;
8638
8639   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8640   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8641       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
8642     return 0;
8643
8644   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8645   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8646   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
8647   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
8648
8649   if (earliest)
8650     *earliest = jump;
8651
8652   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8653      the condition.  */
8654   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
8655       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
8656     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
8657
8658   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8659      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8660      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8661      in cse.c  */
8662
8663   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
8664     {
8665       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8666       rtx x = 0;
8667
8668 #ifdef HAVE_cc0
8669       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8670          insn.  */
8671       if (op0 == cc0_rtx)
8672         {
8673           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8674               || GET_CODE (prev) != INSN
8675               || (set = single_set (prev)) == 0
8676               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8677             return 0;
8678
8679           op0 = SET_SRC (set);
8680           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8681           if (earliest)
8682             *earliest = prev;
8683         }
8684 #endif
8685
8686       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8687       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8688         {
8689           op1 = XEXP (op0, 1);
8690           op0 = XEXP (op0, 0);
8691           continue;
8692         }
8693       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8694         break;
8695
8696       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8697          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8698          we don't want to bother dealing with it.  */
8699
8700       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8701           || GET_CODE (prev) != INSN
8702           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8703           || (set = single_set (prev)) == 0)
8704         break;
8705
8706       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8707          relevant.  */
8708       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8709         {
8710           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
8711
8712           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8713              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8714              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8715              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8716              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8717              should not affect other platforms.
8718
8719              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8720              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
8721              modeless comparisons inside branch patterns.
8722
8723              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
8724              in simplify_comparison in combine.  */
8725
8726           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
8727                || (((code == NE
8728                      || (code == LT
8729                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8730                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8731                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8732                          && (STORE_FLAG_VALUE
8733                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8734                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8735 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8736                      || (code == LT
8737                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8738                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8739 #endif
8740                      ))
8741                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
8742               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8743                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8744                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8745             x = SET_SRC (set);
8746           else if (((code == EQ
8747                      || (code == GE
8748                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8749                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8750                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8751                          && (STORE_FLAG_VALUE
8752                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8753                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8754 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8755                      || (code == GE
8756                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8757                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8758 #endif
8759                      ))
8760                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
8761                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8762                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8763                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8764
8765             {
8766               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
8767                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
8768                  have had to reverse the condition.  */
8769               did_reverse_condition ^= 1;
8770               reverse_code = 1;
8771               x = SET_SRC (set);
8772             }
8773           else
8774             break;
8775         }
8776
8777       else if (reg_set_p (op0, prev))
8778         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
8779         break;
8780
8781       if (x)
8782         {
8783           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
8784             code = GET_CODE (x);
8785           if (reverse_code)
8786             {
8787               code = reverse_condition (code);
8788               did_reverse_condition ^= 1;
8789               reverse_code = 0;
8790             }
8791
8792           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
8793           if (earliest)
8794             *earliest = prev;
8795         }
8796     }
8797
8798   /* If constant is first, put it last.  */
8799   if (CONSTANT_P (op0))
8800     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
8801
8802   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
8803      was really being compared, so fail.  */
8804   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
8805     return 0;
8806
8807   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
8808      if we can do computations in the relevant mode and we do not
8809      overflow.  */
8810
8811   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
8812       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
8813       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8814     {
8815       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
8816       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
8817       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
8818         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
8819
8820       switch (code)
8821         {
8822         case LE:
8823           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
8824             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
8825           break;
8826
8827         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
8828            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
8829         case GE:
8830           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
8831               != (((HOST_WIDE_INT) 1
8832                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
8833             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
8834           break;
8835
8836         case LEU:
8837           if (uconst_val < max_val)
8838             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
8839           break;
8840
8841         case GEU:
8842           if (uconst_val != 0)
8843             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
8844           break;
8845
8846         default:
8847           break;
8848         }
8849     }
8850
8851   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
8852      EQ or NE, return zero.  */
8853   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
8854       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
8855       && ! flag_fast_math
8856       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
8857     return 0;
8858
8859 #ifdef HAVE_cc0
8860   /* Never return CC0; return zero instead.  */
8861   if (op0 == cc0_rtx)
8862     return 0;
8863 #endif
8864
8865   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
8866 }
8867
8868 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
8869    unless both operands are invariants.  */
8870
8871 rtx
8872 get_condition_for_loop (x)
8873      rtx x;
8874 {
8875   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
8876
8877   if (comparison == 0
8878       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
8879       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
8880     return comparison;
8881
8882   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
8883                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
8884 }
8885
8886 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
8887 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
8888    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds.
8889    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
8890    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
8891  */
8892
8893 static void
8894 insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info)
8895      rtx loop_start, loop_end;
8896      struct loop_info *loop_info;
8897 {
8898   int i;
8899   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
8900
8901   int increment_direction, compare_direction;
8902
8903   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
8904       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
8905   int add_iteration = 0;
8906
8907   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
8908
8909   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
8910
8911   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
8912   if (loop_info->unroll_number == -1)
8913     return;
8914
8915   /* Make sure that the count register is not in use.  */
8916   if (loop_used_count_register [loop_num])
8917     {
8918       if (loop_dump_stream)
8919         fprintf (loop_dump_stream,
8920                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
8921                  loop_num);
8922       return;
8923     }
8924
8925   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
8926   if (indirect_jump_in_function)
8927     {
8928       if (loop_dump_stream)
8929         fprintf (loop_dump_stream,
8930                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
8931                  loop_num);
8932       return;
8933     }
8934
8935   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
8936   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
8937       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
8938       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
8939     {
8940       if (loop_dump_stream)
8941         fprintf (loop_dump_stream,
8942                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
8943                  loop_num);
8944       return;
8945     }
8946
8947   /* Make sure that the loop does not contain a function call
8948      (the count register might be altered by the called function).  */
8949   if (loop_has_call)
8950     {
8951       if (loop_dump_stream)
8952         fprintf (loop_dump_stream,
8953                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
8954                  loop_num);
8955       return;
8956     }
8957
8958   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
8959      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
8960   if (loop_has_tablejump)
8961     {
8962       if (loop_dump_stream)
8963         fprintf (loop_dump_stream,
8964                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
8965                  loop_num);
8966       return;
8967     }
8968
8969   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
8970   if (loop_info->unroll_number > 1)
8971     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
8972   else
8973     n_iterations = loop_info->n_iterations;
8974
8975   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
8976     {
8977       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
8978       if (loop_dump_stream)
8979         fprintf (loop_dump_stream,
8980                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
8981                  loop_num);
8982       return;
8983     }
8984
8985   /* Try to instrument the loop.  */
8986
8987   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
8988   if (n_iterations > 0)
8989     {
8990       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
8991       for (i = loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
8992         loop_used_count_register[i] = 1;
8993       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
8994       return;
8995     }
8996
8997   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
8998      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
8999      of the number of iterations.  */
9000
9001   if (loop_info->iteration_var == 0)
9002     {
9003       if (loop_dump_stream)
9004         fprintf (loop_dump_stream,
9005                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9006                  loop_num);
9007       return;
9008     }
9009
9010   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9011       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9012     {
9013       if (loop_dump_stream)
9014         fprintf (loop_dump_stream,
9015                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9016                  loop_num);
9017       return;
9018     }
9019
9020   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9021   if (loop_info->comparison_code == NE)
9022     {
9023       if (loop_dump_stream)
9024         fprintf (loop_dump_stream,
9025                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9026                  loop_num);
9027       return;
9028     }
9029 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9030 #if 0
9031   else
9032     {
9033       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9034          loop executes at least once.  */
9035       rtx sequence;
9036       rtx iterations_num_reg;
9037
9038       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9039         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9040
9041       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9042          expensive) divide is needed.  */
9043       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9044         {
9045           if (loop_dump_stream)
9046             fprintf (loop_dump_stream,
9047                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9048           return;
9049         }
9050
9051       /* compute the number of iterations */
9052       start_sequence ();
9053       {
9054         rtx temp_reg;
9055
9056         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9057            ;
9058            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9059            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9060            ;                                           increment
9061          */
9062         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9063            expand_binop?  */
9064         if (compare_direction > 0)
9065           {
9066             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9067             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9068                                      comparison_value, initial_value,
9069                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9070           }
9071         else
9072           {
9073             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9074                                      initial_value, comparison_value,
9075                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9076           }
9077
9078         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9079           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9080                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9081                                             + add_iteration),
9082                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9083
9084         if (increment_value_abs != 1)
9085           {
9086             /* ??? This will generate an expensive divide instruction for
9087                most targets.  The original authors apparently expected this
9088                to be a shift, since they test for power-of-2 divisors above,
9089                but just naively generating a divide instruction will not give
9090                a shift.  It happens to work for the PowerPC target because
9091                the rs6000.md file has a divide pattern that emits shifts.
9092                It will probably not work for any other target.  */
9093             iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, sdiv_optab,
9094                                                temp_reg,
9095                                                GEN_INT (increment_value_abs),
9096                                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9097           }
9098         else
9099           iterations_num_reg = temp_reg;
9100       }
9101       sequence = gen_sequence ();
9102       end_sequence ();
9103       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9104       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9105     }
9106
9107   return;
9108 #endif /* Complex case */
9109 }
9110
9111 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9112    1. A new counter register is created.
9113    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9114    passed in the loop_num_iterations parameter.
9115    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9116    The created comparison follows the pattern defined for the
9117    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9118    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9119    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9120    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9121
9122 static void
9123 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9124      rtx loop_start, loop_end;
9125      rtx loop_num_iterations;
9126 {
9127   rtx counter_reg;
9128   rtx start_label;
9129   rtx sequence;
9130
9131   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9132     {
9133       if (loop_dump_stream)
9134         {
9135           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9136           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9137             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9138                      INTVAL (loop_num_iterations));
9139           else
9140             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9141           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9142         }
9143
9144       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9145          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9146       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9147
9148       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9149       start_label = gen_label_rtx ();
9150       emit_label_after (start_label, loop_start);
9151
9152       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9153       start_sequence ();
9154       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9155       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9156       sequence = gen_sequence ();
9157       end_sequence ();
9158       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9159
9160       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9161          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9162          later recognized by assembly generation phase).  */
9163       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9164                                                                 start_label),
9165                              loop_end);
9166       LABEL_NUSES (start_label)++;
9167     }
9168
9169 }
9170 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9171
9172 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9173
9174    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9175    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9176 static int
9177 indirect_jump_in_function_p (start)
9178      rtx start;
9179 {
9180   rtx insn;
9181
9182   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9183     if (computed_jump_p (insn))
9184       return 1;
9185
9186   return 0;
9187 }
9188
9189 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9190    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9191    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9192
9193 static int
9194 insert_loop_mem (mem, data)
9195      rtx *mem;
9196      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9197 {
9198   int i;
9199   rtx m = *mem;
9200
9201   if (m == NULL_RTX)
9202     return 0;
9203
9204   switch (GET_CODE (m))
9205     {
9206     case MEM:
9207       break;
9208
9209     case CONST_DOUBLE:
9210       /* We're not interested in the MEM associated with a
9211          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9212       return -1;
9213
9214     default:
9215       /* This is not a MEM.  */
9216       return 0;
9217     }
9218
9219   /* See if we've already seen this MEM.  */
9220   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9221     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem))
9222       {
9223         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9224           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9225              this happens, something tricky is going on, and we just
9226              don't optimize accesses to this MEM.  */
9227           loop_mems[i].optimize = 0;
9228
9229         return 0;
9230       }
9231
9232   /* Resize the array, if necessary.  */
9233   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated)
9234     {
9235       if (loop_mems_allocated != 0)
9236         loop_mems_allocated *= 2;
9237       else
9238         loop_mems_allocated = 32;
9239
9240       loop_mems = (loop_mem_info*)
9241         xrealloc (loop_mems,
9242                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
9243     }
9244
9245   /* Actually insert the MEM.  */
9246   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9247   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9248      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9249      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9250      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9251   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9252   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9253   ++loop_mems_idx;
9254
9255   return 0;
9256 }
9257
9258 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9259    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9260    values after load_mems.  */
9261
9262 static void
9263 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
9264                                      insn_count)
9265      rtx scan_start;
9266      rtx end;
9267      rtx loop_top;
9268      rtx start;
9269      int *insn_count;
9270 {
9271   int nregs = max_reg_num ();
9272
9273   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
9274
9275   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9276      created new registers.  */
9277   if (max_reg_num () > nregs)
9278     {
9279       int i;
9280       int old_nregs;
9281
9282       old_nregs = nregs;
9283       nregs = max_reg_num ();
9284
9285       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9286         {
9287           /* Grow all the arrays.  */
9288           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9289           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9290           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9291           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9292         }
9293       /* Clear the arrays */
9294       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9295       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9296       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9297
9298       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
9299                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9300                            insn_count, nregs);
9301
9302       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9303         {
9304           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9305           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9306         }
9307
9308 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9309       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9310          create CCmode register copies.  */
9311       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9312         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9313           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9314 #endif
9315
9316       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9317       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9318              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9319              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9320     }
9321 }
9322
9323 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
9324    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
9325    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
9326
9327 static void
9328 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
9329      rtx scan_start;
9330      rtx end;
9331      rtx loop_top;
9332      rtx start;
9333 {
9334   int maybe_never = 0;
9335   int i;
9336   rtx p;
9337   rtx label = NULL_RTX;
9338   rtx end_label;
9339
9340   if (loop_mems_idx > 0)
9341     {
9342       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9343       int next_maybe_never = 0;
9344
9345       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9346          loop are never executed.  */
9347       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9348            p != NULL_RTX && !maybe_never;
9349            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9350         {
9351           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9352             maybe_never = 1;
9353           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9354                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
9355                       around to the beginning, don't set maybe_never
9356                       for that.  This must be an unconditional jump,
9357                       otherwise the code at the top of the loop might
9358                       never be executed.  Unconditional jumps are
9359                       followed a by barrier then loop end.  */
9360                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9361                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
9362                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
9363                          && simplejump_p (p)))
9364             {
9365               if (!condjump_p (p))
9366                 /* Something complicated.  */
9367                 maybe_never = 1;
9368               else
9369                 /* If there are any more instructions in the loop, they
9370                    might not be reached.  */
9371                 next_maybe_never = 1;
9372             }
9373           else if (next_maybe_never)
9374             maybe_never = 1;
9375         }
9376
9377       /* Actually move the MEMs.  */
9378       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9379         {
9380           int written = 0;
9381           rtx reg;
9382           rtx mem = loop_mems[i].mem;
9383           rtx mem_list_entry;
9384
9385           if (MEM_VOLATILE_P (mem)
9386               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
9387             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9388             loop_mems[i].optimize = 0;
9389
9390           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9391              one is aliased by one of them.  */
9392           mem_list_entry = loop_store_mems;
9393           while (mem_list_entry)
9394             {
9395               if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9396                 written = 1;
9397               else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9398                                         mem, rtx_varies_p))
9399                 {
9400                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9401                   loop_mems[i].optimize = 0;
9402                   break;
9403                 }
9404               mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9405             }
9406
9407           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9408              are no reads from another MEM that aliases this one.  */
9409           if (loop_mems[i].optimize && written)
9410             {
9411               int j;
9412
9413               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9414                 {
9415                   if (j == i)
9416                     continue;
9417                   else if (true_dependence (mem,
9418                                             VOIDmode,
9419                                             loop_mems[j].mem,
9420                                             rtx_varies_p))
9421                     {
9422                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9423                          the loop because writes to it might not be
9424                          seen by reads from loop_mems[j].  */
9425                       loop_mems[i].optimize = 0;
9426                       break;
9427                     }
9428                 }
9429             }
9430
9431           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9432             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9433                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9434             loop_mems[i].optimize = 0;
9435
9436           if (!loop_mems[i].optimize)
9437             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9438                loop, but later discovered that we could not.  */
9439             continue;
9440
9441           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9442              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9443              out of the loop just because this REG is neither a
9444              user-variable nor used in the loop test.  */
9445           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9446           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9447           loop_mems[i].reg = reg;
9448
9449           /* Now, replace all references to the MEM with the
9450              corresponding pesudos.  */
9451           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9452                p != NULL_RTX;
9453                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9454             {
9455               rtx_and_int ri;
9456               ri.r = p;
9457               ri.i = i;
9458               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9459             }
9460
9461           if (!apply_change_group ())
9462             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9463             loop_mems[i].optimize = 0;
9464           else
9465             {
9466               rtx set;
9467
9468               /* Load the memory immediately before START, which is
9469                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
9470               set = gen_move_insn (reg, mem);
9471               emit_insn_before (set, start);
9472
9473               if (written)
9474                 {
9475                   if (label == NULL_RTX)
9476                     {
9477                       /* We must compute the former
9478                          right-after-the-end label before we insert
9479                          the new one.  */
9480                       end_label = next_label (end);
9481                       label = gen_label_rtx ();
9482                       emit_label_after (label, end);
9483                     }
9484
9485                   /* Store the memory immediately after END, which is
9486                    the NOTE_LOOP_END.  */
9487                   set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9488                   emit_insn_after (set, label);
9489                 }
9490
9491               if (loop_dump_stream)
9492                 {
9493                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9494                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9495                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9496                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
9497                 }
9498             }
9499         }
9500     }
9501
9502   if (label != NULL_RTX)
9503     {
9504       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9505          label with the new one.  */
9506       rtx_pair rr;
9507       rr.r1 = end_label;
9508       rr.r2 = label;
9509
9510       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
9511         {
9512           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9513
9514           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9515              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9516              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9517              because the immediately following unroll pass will use it.
9518              replace_label would not work anyways, because that only handles
9519              LABEL_REFs.  */
9520           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9521             JUMP_LABEL (p) = label;
9522         }
9523     }
9524 }
9525
9526 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9527    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9528    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9529    and the MEM we are currently replacing.  */
9530
9531 static int
9532 replace_loop_mem (mem, data)
9533      rtx *mem;
9534      void *data;
9535 {
9536   rtx_and_int *ri;
9537   rtx insn;
9538   int i;
9539   rtx m = *mem;
9540
9541   if (m == NULL_RTX)
9542     return 0;
9543
9544   switch (GET_CODE (m))
9545     {
9546     case MEM:
9547       break;
9548
9549     case CONST_DOUBLE:
9550       /* We're not interested in the MEM associated with a
9551          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9552       return -1;
9553
9554     default:
9555       /* This is not a MEM.  */
9556       return 0;
9557     }
9558
9559   ri = (rtx_and_int*) data;
9560   i = ri->i;
9561
9562   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9563     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9564     return 0;
9565
9566   insn = ri->r;
9567
9568   /* Actually replace the MEM.  */
9569   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9570
9571   return 0;
9572 }
9573
9574 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9575    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9576    respectively.  */
9577
9578 static int
9579 replace_label (x, data)
9580      rtx *x;
9581      void *data;
9582 {
9583   rtx l = *x;
9584   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9585   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9586
9587   if (l == NULL_RTX)
9588     return 0;
9589
9590   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9591     return 0;
9592
9593   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9594     return 0;
9595
9596   XEXP (l, 0) = new_label;
9597   ++LABEL_NUSES (new_label);
9598   --LABEL_NUSES (old_label);
9599
9600   return 0;
9601 }
9602