OSDN Git Service

(check_final_value): Handle insns with no luid's.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-6, 1997 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 <stdio.h>
38 #include "config.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
52 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
53    The luids are like uids but increase monotonically always.
54    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
55
56 int *uid_luid;
57
58 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
59    number the insn is contained in.  */
60
61 int *uid_loop_num;
62
63 /* 1 + largest uid of any insn.  */
64
65 int max_uid_for_loop;
66
67 /* 1 + luid of last insn.  */
68
69 static int max_luid;
70
71 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
72    next few tables.  */
73
74 static int max_loop_num;
75
76 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
77
78 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
79
80 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
81
82 int *loop_outer_loop;
83
84 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
85    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
86
87 static char *loop_invalid;
88
89 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
90    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
91    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
92
93    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
94    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
95    return, so the presense of a return does not affect any of the
96    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
97    instructions on this list.  */
98
99 rtx *loop_number_exit_labels;
100
101 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
102    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
103
104 int *loop_number_exit_count;
105
106 /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number could not be
107    calculated.  Must be unsigned since the number of iterations can
108    be as high as 2^wordsize-1.  For loops with a wider iterator, this number
109    will will be zero if the number of loop iterations is too large for an
110    unsigned integer to hold.  */
111
112 unsigned HOST_WIDE_INT loop_n_iterations;
113
114 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.
115    (unknown_address_altered is also nonzero in this case.)  */
116
117 static int loop_has_call;
118
119 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
120    loop.  */
121
122 static int loop_has_volatile;
123
124 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
125    current loop.  A continue statement will generate a branch to
126    NEXT_INSN (loop_continue).  */
127
128 static rtx loop_continue;
129
130 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
131    is set during the loop being scanned.
132    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
133    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
134    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
135    not known equal to a constant.
136    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
137    while the failed candidates have the original number of times set.
138
139    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
140    < 0 a conditionally invariant one.  */
141
142 static short *n_times_set;
143
144 /* Original value of n_times_set; same except that this value
145    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
146    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
147
148 static short *n_times_used;
149
150 /* Index by register number, 1 indicates that the register
151    cannot be moved or strength reduced.  */
152
153 static char *may_not_optimize;
154
155 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
156    This reduces the desire to move it out of another.  */
157
158 static char *moved_once;
159
160 /* Array of MEMs that are stored in this loop. If there are too many to fit
161    here, we just turn on unknown_address_altered.  */
162
163 #define NUM_STORES 20
164 static rtx loop_store_mems[NUM_STORES];
165
166 /* Index of first available slot in above array.  */
167 static int loop_store_mems_idx;
168
169 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
170    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
171    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
172
173 static int unknown_address_altered;
174
175 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
176 static int num_movables;
177
178 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
179 static int num_mem_sets;
180
181 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
182 static int loops_enclosed;
183
184 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
185    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
186 int max_reg_before_loop;
187
188 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
189    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
190    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
191    that array.  */
192
193 static struct obstack temp_obstack;
194
195 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
196
197 extern struct obstack *rtl_obstack;
198
199 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
200 #define obstack_chunk_free free
201
202 extern char *oballoc ();
203 \f
204 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
205    is made to record all the movable insns found.
206    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
207
208 struct movable
209 {
210   rtx insn;                     /* A movable insn */
211   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
212   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
213   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
214                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
215   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
216                                    that must be moved with this one.  */
217   int regno;                    /* The register it sets */
218   short lifetime;               /* lifetime of that register;
219                                    may be adjusted when matching movables
220                                    that load the same value are found.  */
221   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
222                                    including other movables that force this
223                                    or match this one.  */
224   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
225   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
226   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
227                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
228                    that the reg is live outside the range from where it is set
229                    to the following label.  */
230   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
231   
232   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
233                                    In particular, moving it does not make it
234                                    invariant.  */
235   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
236                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
237   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
238   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
239                                    that we should avoid changing when clearing
240                                    the rest of the reg.  */
241   struct movable *match;        /* First entry for same value */
242   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
243   struct movable *next;
244 };
245
246 FILE *loop_dump_stream;
247
248 /* Forward declarations.  */
249
250 static void find_and_verify_loops ();
251 static void mark_loop_jump ();
252 static void prescan_loop ();
253 static int reg_in_basic_block_p ();
254 static int consec_sets_invariant_p ();
255 static rtx libcall_other_reg ();
256 static int labels_in_range_p ();
257 static void count_loop_regs_set ();
258 static void note_addr_stored ();
259 static int loop_reg_used_before_p ();
260 static void scan_loop ();
261 static void replace_call_address ();
262 static rtx skip_consec_insns ();
263 static int libcall_benefit ();
264 static void ignore_some_movables ();
265 static void force_movables ();
266 static void combine_movables ();
267 static int rtx_equal_for_loop_p ();
268 static void move_movables ();
269 static void strength_reduce ();
270 static int valid_initial_value_p ();
271 static void find_mem_givs ();
272 static void record_biv ();
273 static void check_final_value ();
274 static void record_giv ();
275 static void update_giv_derive ();
276 static int basic_induction_var ();
277 static rtx simplify_giv_expr ();
278 static int general_induction_var ();
279 static int consec_sets_giv ();
280 static int check_dbra_loop ();
281 static rtx express_from ();
282 static int combine_givs_p ();
283 static void combine_givs ();
284 static int product_cheap_p ();
285 static int maybe_eliminate_biv ();
286 static int maybe_eliminate_biv_1 ();
287 static int last_use_this_basic_block ();
288 static void record_initial ();
289 static void update_reg_last_use ();
290 \f
291 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
292 int add_cost;
293 #if 0
294 int shift_cost;
295 int mult_cost;
296 #endif
297
298 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
299    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
300 int copy_cost;
301
302 void
303 init_loop ()
304 {
305   char *free_point = (char *) oballoc (1);
306   rtx reg = gen_rtx (REG, word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
307
308   add_cost = rtx_cost (gen_rtx (PLUS, word_mode, reg, reg), SET);
309
310   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
311      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
312      will be far less than the cost of an add.  */
313
314   copy_cost = 2 * 2;
315
316   /* Free the objects we just allocated.  */
317   obfree (free_point);
318
319   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
320   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
321 }
322 \f
323 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
324    on the current function.  F is the first insn of the function
325    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
326    (or 0 if none should be output).  */
327
328 void
329 loop_optimize (f, dumpfile)
330      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
331      rtx f;
332      FILE *dumpfile;
333 {
334   register rtx insn;
335   register int i;
336   rtx last_insn;
337
338   loop_dump_stream = dumpfile;
339
340   init_recog_no_volatile ();
341   init_alias_analysis ();
342
343   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
344
345   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
346   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
347
348   regs_may_share = 0;
349
350   /* Count the number of loops.  */
351
352   max_loop_num = 0;
353   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
354     {
355       if (GET_CODE (insn) == NOTE
356           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
357         max_loop_num++;
358     }
359
360   /* Don't waste time if no loops.  */
361   if (max_loop_num == 0)
362     return;
363
364   /* Get size to use for tables indexed by uids.
365      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
366   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
367
368   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
369   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
370
371   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
372   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
373
374   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
375      not be zeroed.  */
376   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
377   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
378   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
379   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
380   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
381   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
382
383   /* Find and process each loop.
384      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
385   find_and_verify_loops (f);
386
387   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
388      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
389      function.  */
390   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
391
392   /* See if we went too far.  */
393   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
394     abort ();
395
396   /* Compute the mapping from uids to luids.
397      LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
398      except that luids increase monotonically through the code.
399      Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in luids
400      between two insns is not affected by -g.  */
401
402   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
403     {
404       last_insn = insn;
405       if (GET_CODE (insn) != NOTE
406           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
407         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
408       else
409         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
410         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
411     }
412
413   max_luid = i + 1;
414
415   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
416      deleted.  It is possible that the first or last insn
417      using some register has been deleted by cross-jumping.
418      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
419      points to the general area where that insn used to be.  */
420   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
421     {
422       uid_luid[0] = uid_luid[i];
423       if (uid_luid[0] != 0)
424         break;
425     }
426   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
427     if (uid_luid[i] == 0)
428       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
429
430   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
431   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
432     find_loop_tree_blocks ();
433
434   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
435      before outer ones.  */
436   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
437     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
438       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
439                  max_reg_num ());
440
441   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
442      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
443      to one mapping will remain.  */
444   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
445     unroll_block_trees ();
446 }
447 \f
448 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
449    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
450    NOTE_INSN_LOOP_END.  */
451
452 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
453    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
454    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
455    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
456    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
457
458 static void
459 scan_loop (loop_start, end, nregs)
460      rtx loop_start, end;
461      int nregs;
462 {
463   register int i;
464   register rtx p;
465   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
466   int maybe_never = 0;
467   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
468      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
469   int call_passed = 0;
470   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
471      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
472   rtx loop_top = 0;
473   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
474   rtx loop_entry_jump = 0;
475   /* Place in the loop where control enters.  */
476   rtx scan_start;
477   /* Number of insns in the loop.  */
478   int insn_count;
479   int in_libcall = 0;
480   int tem;
481   rtx temp;
482   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
483   rtx set, set1;
484   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
485   struct movable *movables = 0;
486   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
487   struct movable *last_movable = 0;
488   /* Ratio of extra register life span we can justify
489      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
490      since in that case saving an insn makes more difference
491      and more registers are available.  */
492   int threshold;
493   /* If we have calls, contains the insn in which a register was used
494      if it was used exactly once; contains const0_rtx if it was used more
495      than once.  */
496   rtx *reg_single_usage = 0;
497   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
498   int loop_depth = 0;
499
500   n_times_set = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
501   n_times_used = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
502   may_not_optimize = (char *) alloca (nregs);
503
504   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
505      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
506      that is too complex to duplicate in front of the loop.
507
508      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
509      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
510      (because we might have a loop executed only once that contains a
511      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
512      (in case we have a degenerate loop).
513
514      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
515      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
516      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
517      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
518      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
519
520   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
521        p != end
522          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
523          && (GET_CODE (p) != NOTE
524              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
525                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
526        p = NEXT_INSN (p))
527     ;
528
529   scan_start = p;
530
531   /* Set up variables describing this loop.  */
532   prescan_loop (loop_start, end);
533   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
534
535   /* If loop has a jump before the first label,
536      the true entry is the target of that jump.
537      Start scan from there.
538      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
539      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
540   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
541     {
542       loop_entry_jump = p;
543
544       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
545       if (simplejump_p (p)
546           && JUMP_LABEL (p) != 0
547           /* Check to see whether the jump actually
548              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
549              This case can happen for things like
550              do {..} while (0).  If this label was generated previously
551              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
552              the loop.  */
553           && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) < max_uid_for_loop
554           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) >= INSN_LUID (loop_start)
555           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (end))
556         {
557           loop_top = next_label (scan_start);
558           scan_start = JUMP_LABEL (p);
559         }
560     }
561
562   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
563      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
564      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
565
566      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
567      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
568      test above.  */
569
570   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
571       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
572     {
573       if (loop_dump_stream)
574         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
575                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
576       return;
577     }
578
579   /* Count number of times each reg is set during this loop.
580      Set may_not_optimize[I] if it is not safe to move out
581      the setting of register I.  If this loop has calls, set
582      reg_single_usage[I].  */
583
584   bzero ((char *) n_times_set, nregs * sizeof (short));
585   bzero (may_not_optimize, nregs);
586
587   if (loop_has_call)
588     {
589       reg_single_usage = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
590       bzero ((char *) reg_single_usage, nregs * sizeof (rtx));
591     }
592
593   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
594                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
595
596   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
597     may_not_optimize[i] = 1, n_times_set[i] = 1;
598   bcopy ((char *) n_times_set, (char *) n_times_used, nregs * sizeof (short));
599
600   if (loop_dump_stream)
601     {
602       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
603                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
604       if (loop_continue)
605         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
606                  INSN_UID (loop_continue));
607     }
608
609   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
610      Set n_times_set negative for the reg being set, so that
611      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
612      We consider whether subsequent insns use the reg
613      in deciding whether it is worth actually moving.
614
615      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
616      and therefore it is possible that the insns we are scanning
617      would never be executed.  At such times, we must make sure
618      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
619      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
620      so that is not a problem.  */
621
622   p = scan_start;
623   while (1)
624     {
625       p = NEXT_INSN (p);
626       /* At end of a straight-in loop, we are done.
627          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
628       if (p == scan_start)
629         break;
630       if (p == end)
631         {
632           if (loop_top != 0)
633             p = loop_top;
634           else
635             break;
636           if (p == scan_start)
637             break;
638         }
639
640       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
641           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
642         in_libcall = 1;
643       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
644                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
645         in_libcall = 0;
646
647       if (GET_CODE (p) == INSN
648           && (set = single_set (p))
649           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
650           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
651         {
652           int tem1 = 0;
653           int tem2 = 0;
654           int move_insn = 0;
655           rtx src = SET_SRC (set);
656           rtx dependencies = 0;
657
658           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
659              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
660              specified, use it as the source and mark that we should move
661              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
662              insn.
663
664              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
665              is present.  */
666           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
667           if (temp)
668             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
669           else 
670             {
671               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
672               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
673                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
674               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
675                 {
676                   src = XEXP (temp, 0);
677                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
678                      the equivalent expression.  To move the libcall,
679                      we must move those regs too.  */
680                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
681                 }
682             }
683
684           /* Don't try to optimize a register that was made
685              by loop-optimization for an inner loop.
686              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
687           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
688             ;
689           /* In order to move a register, we need to have one of three cases:
690              (1) it is used only in the same basic block as the set
691              (2) it is not a user variable and it is not used in the
692                  exit test (this can cause the variable to be used
693                  before it is set just like a user-variable).
694              (3) the set is guaranteed to be executed once the loop starts,
695                  and the reg is not used until after that.  */
696           else if (! ((! maybe_never
697                        && ! loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
698                                                     scan_start, end))
699                       || (! REG_USERVAR_P (SET_DEST (set))
700                           && ! REG_LOOP_TEST_P (SET_DEST (set)))
701                       || reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))))
702             ;
703           else if ((tem = invariant_p (src))
704                    && (dependencies == 0
705                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
706                    && (n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
707                        || (tem1
708                            = consec_sets_invariant_p (SET_DEST (set),
709                                                       n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))],
710                                                       p)))
711                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
712                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
713                       once loop is entered.  Even a function call might
714                       prevent the trap insn from being reached
715                       (since it might exit!)  */
716                    && ! ((maybe_never || call_passed)
717                          && may_trap_p (src)))
718             {
719               register struct movable *m;
720               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
721
722               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
723                  can be combined as long as they are both in the loop, but
724                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
725                  this can lose.  The most common case of this is the address
726                  of a function being called.  
727
728                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
729                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
730                  we can replace the usage of this register with the source
731                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
732
733                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
734                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
735
736               if (reg_single_usage && reg_single_usage[regno] != 0
737                   && reg_single_usage[regno] != const0_rtx
738                   && regno_first_uid[regno] == INSN_UID (p)
739                   && (regno_last_uid[regno]
740                       == INSN_UID (reg_single_usage[regno]))
741                   && n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
742                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
743                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
744 #ifdef SMALL_REGISTER_CLASSES
745                   && ! (SMALL_REGISTER_CLASSES
746                         && GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
747                         && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
748 #endif
749                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
750                      a call-clobbered register and the life of REGNO
751                      might span a call.  */
752                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
753                                            reg_single_usage[regno])
754                   && no_labels_between_p (p, reg_single_usage[regno])
755                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
756                                            reg_single_usage[regno]))
757                 {
758                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
759                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
760                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
761                   REG_NOTES (reg_single_usage[regno])
762                     = replace_rtx (REG_NOTES (reg_single_usage[regno]),
763                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
764                                    
765                   PUT_CODE (p, NOTE);
766                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
767                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
768                   n_times_set[regno] = 0;
769                   continue;
770                 }
771
772               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
773               m->next = 0;
774               m->insn = p;
775               m->set_src = src;
776               m->dependencies = dependencies;
777               m->set_dest = SET_DEST (set);
778               m->force = 0;
779               m->consec = n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] - 1;
780               m->done = 0;
781               m->forces = 0;
782               m->partial = 0;
783               m->move_insn = move_insn;
784               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
785               m->savemode = VOIDmode;
786               m->regno = regno;
787               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
788                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
789               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
790               m->global = (uid_luid[regno_last_uid[regno]] > INSN_LUID (end)
791                            || uid_luid[regno_first_uid[regno]] < INSN_LUID (loop_start));
792               m->match = 0;
793               m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
794                              - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
795               m->savings = n_times_used[regno];
796               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
797                 m->savings += libcall_benefit (p);
798               n_times_set[regno] = move_insn ? -2 : -1;
799               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
800               if (movables == 0)
801                 movables = m;
802               else
803                 last_movable->next = m;
804               last_movable = m;
805
806               if (m->consec > 0)
807                 {
808                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
809                   p = next_nonnote_insn (p);
810                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
811                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
812                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
813                   p = prev_nonnote_insn (p);
814
815                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
816                      m->set_src to correspond to the effects of all the
817                      insns.  */
818                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
819                   if (temp)
820                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
821                   else
822                     {
823                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
824                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
825                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
826                       else
827                         m->move_insn = 0;
828
829                     }
830                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
831                 }
832             }
833           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
834              or set to zero, then its high bytes are constant.
835              So clear them outside the loop and within the loop
836              just load the low bytes.
837              We must check that the machine has an instruction to do so.
838              Also, if the value loaded into the register
839              depends on the same register, this cannot be done.  */
840           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
841                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
842                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
843                    && GET_CODE (set1) == SET
844                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
845                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
846                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
847                        == SET_DEST (set))
848                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
849             {
850               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
851               if (n_times_set[regno] == 2)
852                 {
853                   register struct movable *m;
854                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
855                   m->next = 0;
856                   m->insn = p;
857                   m->set_dest = SET_DEST (set);
858                   m->dependencies = 0;
859                   m->force = 0;
860                   m->consec = 0;
861                   m->done = 0;
862                   m->forces = 0;
863                   m->move_insn = 0;
864                   m->partial = 1;
865                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
866                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
867                      Not even if the reg is used only within this loop.
868                      Consider this:
869                      while (1)
870                        while (s != t) {
871                          if (foo ()) x = *s;
872                          use (x);
873                        }
874                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
875                      being saved from the last time around the outer loop.
876                      However, if the reg is not used outside this loop
877                      and all uses of the register are in the same
878                      basic block as the store, there is no problem.
879
880                      If this insn was made by loop, we don't know its
881                      INSN_LUID and hence must make a conservative
882                      assumption.  */
883                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
884                                || (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
885                                    > INSN_LUID (end))
886                                || (uid_luid[regno_first_uid[regno]]
887                                    < INSN_LUID (p))
888                                || (labels_in_range_p
889                                    (p, uid_luid[regno_first_uid[regno]])));
890                   if (maybe_never && m->global)
891                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
892                   else
893                     m->savemode = VOIDmode;
894                   m->regno = regno;
895                   m->cond = 0;
896                   m->match = 0;
897                   m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
898                                  - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
899                   m->savings = 1;
900                   n_times_set[regno] = -1;
901                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
902                   if (movables == 0)
903                     movables = m;
904                   else
905                     last_movable->next = m;
906                   last_movable = m;
907                 }
908             }
909         }
910       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
911          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
912          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
913          so they don't count.  */
914       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
915         call_passed = 1;
916       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
917          can't count on whether or how many times they will be
918          executed during each iteration.  Therefore, we can
919          only move out sets of trivial variables
920          (those not used after the loop).  */
921       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
922       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
923                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
924                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
925                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
926                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
927                   followed a by barrier then loop end.  */
928                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
929                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
930                      && simplejump_p (p)))
931         maybe_never = 1;
932       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
933         {
934           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
935              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
936              code has been duplicated.  */
937           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
938             maybe_never = call_passed = 0;
939           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
940             loop_depth++;
941           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
942             loop_depth--;
943         }
944     }
945
946   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
947
948   ignore_some_movables (movables);
949
950   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
951      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
952      If so, record that the second insn "forces" the first one,
953      since the second can be moved only if the first is.  */
954
955   force_movables (movables);
956
957   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
958      If there are, make all but the first point at the first one
959      through the `match' field, and add the priorities of them
960      all together as the priority of the first.  */
961
962   combine_movables (movables, nregs);
963         
964   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
965      Store 0 in n_times_set for each reg that is moved.  */
966
967   move_movables (movables, threshold,
968                  insn_count, loop_start, end, nregs);
969
970   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
971      Change n_times_set to indicate that those are not actually invariant.  */
972   for (i = 0; i < nregs; i++)
973     if (n_times_set[i] < 0)
974       n_times_set[i] = n_times_used[i];
975
976   if (flag_strength_reduce)
977     strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
978                      insn_count, loop_start, end);
979 }
980 \f
981 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
982    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
983
984 void
985 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
986      rtx in_this, not_in_this;
987      rtx *output;
988 {
989   enum rtx_code code;
990   char *fmt;
991   int i;
992
993   code = GET_CODE (in_this);
994
995   switch (code)
996     {
997     case PC:
998     case CC0:
999     case CONST_INT:
1000     case CONST_DOUBLE:
1001     case CONST:
1002     case SYMBOL_REF:
1003     case LABEL_REF:
1004       return;
1005
1006     case REG:
1007       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1008           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1009         *output = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, in_this, *output);
1010       return;
1011     }
1012
1013   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1014   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1015     {
1016       int j;
1017
1018       switch (fmt[i])
1019         {
1020         case 'E':
1021           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1022             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1023           break;
1024
1025         case 'e':
1026           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1027           break;
1028         }
1029     }
1030 }
1031 \f
1032 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1033    aside from those mentioned in the equivalent value.
1034    If there are none, return 0.
1035    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1036
1037 static rtx
1038 libcall_other_reg (insn, equiv)
1039      rtx insn, equiv;
1040 {
1041   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1042   rtx p = XEXP (note, 0);
1043   rtx output = 0;
1044
1045   /* First, find all the regs used in the libcall block
1046      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1047
1048   while (p != insn)
1049     {
1050       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1051           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1052         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1053       p = NEXT_INSN (p);
1054     }
1055
1056   return output;
1057 }
1058 \f
1059 /* Return 1 if all uses of REG
1060    are between INSN and the end of the basic block.  */
1061
1062 static int 
1063 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1064      rtx insn, reg;
1065 {
1066   int regno = REGNO (reg);
1067   rtx p;
1068
1069   if (regno_first_uid[regno] != INSN_UID (insn))
1070     return 0;
1071
1072   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1073   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1074     {
1075       switch (GET_CODE (p))
1076         {
1077         case NOTE:
1078           break;
1079
1080         case INSN:
1081         case CALL_INSN:
1082           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1083           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1084             return 1;
1085           break;
1086
1087         case JUMP_INSN:
1088           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1089           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1090             return 1;
1091           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1092           return 0;
1093
1094         case CODE_LABEL:
1095         case BARRIER:
1096           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1097           return 0;
1098         }
1099     }
1100
1101   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1102   abort ();
1103 }
1104 \f
1105 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1106    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1107    value directly or can contain a library call.  */
1108
1109 static int
1110 libcall_benefit (last)
1111      rtx last;
1112 {
1113   rtx insn;
1114   int benefit = 0;
1115
1116   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1117        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1118     {
1119       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1120         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1121                                    routine.  */
1122       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1123                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1124                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1125         benefit++;
1126     }
1127
1128   return benefit;
1129 }
1130 \f
1131 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1132
1133 static rtx
1134 skip_consec_insns (insn, count)
1135      rtx insn;
1136      int count;
1137 {
1138   for (; count > 0; count--)
1139     {
1140       rtx temp;
1141
1142       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1143       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1144          be an insn here.  */
1145       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1146           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1147         insn = XEXP (temp, 0);
1148
1149       do insn = NEXT_INSN (insn);
1150       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1151     }
1152
1153   return insn;
1154 }
1155
1156 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1157    which is part of another movable.
1158    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1159    was made later and so appears later on the chain.  */
1160
1161 static void
1162 ignore_some_movables (movables)
1163      struct movable *movables;
1164 {
1165   register struct movable *m, *m1;
1166
1167   for (m = movables; m; m = m->next)
1168     {
1169       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1170       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1171       if (note)
1172         {
1173           rtx insn;
1174           /* Check for earlier movables inside that range,
1175              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1176              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1177              Rather than reject all such insns from movables, we just
1178              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1179              libcalls aren't that common).  */
1180           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1181             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1182               if (m1->insn == insn)
1183                 m1->done = 1;
1184         }
1185     }
1186 }         
1187
1188 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1189    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1190    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1191    since the second can be moved only if the first is.  */
1192
1193 static void
1194 force_movables (movables)
1195      struct movable *movables;
1196 {
1197   register struct movable *m, *m1;
1198   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1199     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1200     if (!m1->partial && !m1->done)
1201       {
1202         int regno = m1->regno;
1203         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1204           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1205              register of M1 to be used after this insn?
1206              Since CSE does not update regno_last_uid,
1207              this insn M->insn might not be where it dies.
1208              But very likely this doesn't matter; what matters is
1209              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1210           if (INSN_UID (m->insn) == regno_last_uid[regno]
1211               && !m->done)
1212             break;
1213         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1214             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1215             && m->consec == 0)
1216           m = 0;
1217
1218         /* Increase the priority of the moving the first insn
1219            since it permits the second to be moved as well.  */
1220         if (m != 0)
1221           {
1222             m->forces = m1;
1223             m1->lifetime += m->lifetime;
1224             m1->savings += m1->savings;
1225           }
1226       }
1227 }
1228 \f
1229 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1230    one register.  */
1231
1232 static void
1233 combine_movables (movables, nregs)
1234      struct movable *movables;
1235      int nregs;
1236 {
1237   register struct movable *m;
1238   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1239   enum machine_mode mode;
1240
1241   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1242      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1243   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1244
1245   for (m = movables; m; m = m->next)
1246     if (m->match == 0 && n_times_used[m->regno] == 1 && !m->partial)
1247       {
1248         register struct movable *m1;
1249         int regno = m->regno;
1250
1251         bzero (matched_regs, nregs);
1252         matched_regs[regno] = 1;
1253
1254         for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1255           if (m != m1 && m1->match == 0 && n_times_used[m1->regno] == 1
1256               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1257               && !m1->global
1258               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1259               && !m1->partial
1260               && (matched_regs[m1->regno]
1261                   ||
1262                   (
1263                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1264                       same constant only if the modes are the same or
1265                       if both are integer modes with M wider or the same
1266                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1267                       safe, since the only case of differing destination
1268                       modes with equal sources is when both sources are
1269                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1270                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1271                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1272                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1273                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1274                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1275                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1276                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1277                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1278                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1279                                                 movables))))
1280               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1281                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1282             {
1283               m->lifetime += m1->lifetime;
1284               m->savings += m1->savings;
1285               m1->done = 1;
1286               m1->match = m;
1287               matched_regs[m1->regno] = 1;
1288             }
1289       }
1290
1291   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1292      This can be done for those not marked `global'
1293      provided their lives don't overlap.  */
1294
1295   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1296        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1297     {
1298       register struct movable *m0 = 0;
1299
1300       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1301          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1302       for (m = movables; m; m = m->next)
1303         if (m->partial && ! m->global
1304             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1305           {
1306             register struct movable *m1;
1307             int first = uid_luid[regno_first_uid[m->regno]];
1308             int last = uid_luid[regno_last_uid[m->regno]];
1309
1310             if (m0 == 0)
1311               {
1312                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1313                 m0 = m;
1314                   continue;
1315               }
1316
1317             /* Make sure they extend to the same mode.
1318                (Almost always true.)  */
1319             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1320                 continue;
1321
1322             /* We already have one: check for overlap with those
1323                already combined together.  */
1324             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1325               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1326                 if (! (uid_luid[regno_first_uid[m1->regno]] > last
1327                        || uid_luid[regno_last_uid[m1->regno]] < first))
1328                   goto overlap;
1329
1330             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1331             m0->lifetime += m->lifetime;
1332             m0->savings += m->savings;
1333             m->done = 1;
1334             m->match = m0;
1335
1336           overlap: ;
1337           }
1338     }
1339 }
1340 \f
1341 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1342
1343 static int
1344 regs_match_p (x, y, movables)
1345      rtx x, y;
1346      struct movable *movables;
1347 {
1348   int xn = REGNO (x);
1349   int yn = REGNO (y);
1350   struct movable *mx, *my;
1351
1352   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1353     if (mx->regno == xn)
1354       break;
1355
1356   for (my = movables; my; my = my->next)
1357     if (my->regno == yn)
1358       break;
1359
1360   return (mx && my
1361           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1362               || mx->match == my
1363               || mx == my->match));
1364 }
1365
1366 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1367    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1368
1369    If two registers are matching movables or a movable register and an
1370    equivalent constant, consider them equal.  */
1371
1372 static int
1373 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1374      rtx x, y;
1375      struct movable *movables;
1376 {
1377   register int i;
1378   register int j;
1379   register struct movable *m;
1380   register enum rtx_code code;
1381   register char *fmt;
1382
1383   if (x == y)
1384     return 1;
1385   if (x == 0 || y == 0)
1386     return 0;
1387
1388   code = GET_CODE (x);
1389
1390   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1391      equal.  */
1392   if (GET_CODE (x) == REG && n_times_set[REGNO (x)] == -2
1393       && CONSTANT_P (y))
1394     for (m = movables; m; m = m->next)
1395       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1396           && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1397         return 1;
1398
1399   else if (GET_CODE (y) == REG && n_times_set[REGNO (y)] == -2
1400            && CONSTANT_P (x))
1401     for (m = movables; m; m = m->next)
1402       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1403           && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1404         return 1;
1405
1406   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1407   if (code != GET_CODE (y))
1408     return 0;
1409
1410   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1411      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1412
1413   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1414     return 0;
1415
1416   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1417   if (code == REG)
1418     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1419
1420   if (code == LABEL_REF)
1421     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1422   if (code == SYMBOL_REF)
1423     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1424
1425   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1426      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1427
1428   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1429   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1430     {
1431       switch (fmt[i])
1432         {
1433         case 'w':
1434           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1435             return 0;
1436           break;
1437
1438         case 'i':
1439           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1440             return 0;
1441           break;
1442
1443         case 'E':
1444           /* Two vectors must have the same length.  */
1445           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1446             return 0;
1447
1448           /* And the corresponding elements must match.  */
1449           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1450             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1451               return 0;
1452           break;
1453
1454         case 'e':
1455           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1456             return 0;
1457           break;
1458
1459         case 's':
1460           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1461             return 0;
1462           break;
1463
1464         case 'u':
1465           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1466           break;
1467
1468         case '0':
1469           break;
1470
1471           /* It is believed that rtx's at this level will never
1472              contain anything but integers and other rtx's,
1473              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1474         default:
1475           abort ();
1476         }
1477     }
1478   return 1;
1479 }
1480 \f
1481 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1482   insns in INSNS which use thet reference.  */
1483
1484 static void
1485 add_label_notes (x, insns)
1486      rtx x;
1487      rtx insns;
1488 {
1489   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1490   int i, j;
1491   char *fmt;
1492   rtx insn;
1493
1494   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1495     {
1496       rtx next = next_real_insn (XEXP (x, 0));
1497
1498       /* Don't record labels that refer to dispatch tables.
1499          This is not necessary, since the tablejump references the same label.
1500          And if we did record them, flow.c would make worse code.  */
1501       if (next == 0
1502           || ! (GET_CODE (next) == JUMP_INSN
1503                 && (GET_CODE (PATTERN (next)) == ADDR_VEC
1504                     || GET_CODE (PATTERN (next)) == ADDR_DIFF_VEC)))
1505         {
1506           for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1507             if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1508               REG_NOTES (insn) = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1509                                           REG_NOTES (insn));
1510         }
1511       return;
1512     }
1513
1514   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1515   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1516     {
1517       if (fmt[i] == 'e')
1518         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1519       else if (fmt[i] == 'E')
1520         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1521           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1522     }
1523 }
1524 \f
1525 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1526    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1527    other throughout.  */
1528
1529 static void
1530 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1531      struct movable *movables;
1532      int threshold;
1533      int insn_count;
1534      rtx loop_start;
1535      rtx end;
1536      int nregs;
1537 {
1538   rtx new_start = 0;
1539   register struct movable *m;
1540   register rtx p;
1541   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1542      when we move several insns that load the same value
1543      into different pseudo-registers.  */
1544   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1545   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1546
1547   bzero (already_moved, nregs);
1548   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1549
1550   num_movables = 0;
1551
1552   for (m = movables; m; m = m->next)
1553     {
1554       /* Describe this movable insn.  */
1555
1556       if (loop_dump_stream)
1557         {
1558           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1559                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1560           if (m->consec > 0)
1561             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1562           if (m->cond)
1563             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1564           if (m->force)
1565             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1566           if (m->global)
1567             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1568           if (m->done)
1569             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1570           if (m->move_insn)
1571             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1572           if (m->match)
1573             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1574                      INSN_UID (m->match->insn));
1575           if (m->forces)
1576             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1577                      INSN_UID (m->forces->insn));
1578         }
1579
1580       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1581       num_movables++;
1582
1583       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1584          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1585
1586       if (!m->done
1587           && (! m->cond
1588               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1589                   && (m->dependencies == 0
1590                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1591                   && (m->consec == 0
1592                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1593                                                        m->consec + 1,
1594                                                        m->insn))))
1595           && (! m->forces || m->forces->done))
1596         {
1597           register int regno;
1598           register rtx p;
1599           int savings = m->savings;
1600
1601           /* We have an insn that is safe to move.
1602              Compute its desirability.  */
1603
1604           p = m->insn;
1605           regno = m->regno;
1606
1607           if (loop_dump_stream)
1608             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1609
1610           if (moved_once[regno])
1611             {
1612               insn_count *= 2;
1613
1614               if (loop_dump_stream)
1615                 fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1616             }
1617
1618           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1619              which is safe only if this one is moved too: that is,
1620              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1621
1622           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1623              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1624              If it's not desirable, it means the loop is so big
1625              that moving won't speed things up much,
1626              and it is liable to make register usage worse.  */
1627
1628           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1629              extra cost because something else was already moved.  */
1630
1631           if (already_moved[regno]
1632               || (threshold * savings * m->lifetime) >= insn_count
1633               || (m->forces && m->forces->done
1634                   && n_times_used[m->forces->regno] == 1))
1635             {
1636               int count;
1637               register struct movable *m1;
1638               rtx first;
1639
1640               /* Now move the insns that set the reg.  */
1641
1642               if (m->partial && m->match)
1643                 {
1644                   rtx newpat, i1;
1645                   rtx r1, r2;
1646                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1647                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1648                      And that reg is loaded with 0 directly,
1649                      since it has ->match == 0.  */
1650                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1651                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1652                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1653                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1654
1655                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1656                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1657                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1658                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1659                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1660                   regs_may_share = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r1,
1661                                             gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r2,
1662                                                      regs_may_share));
1663                   delete_insn (m->insn);
1664
1665                   if (new_start == 0)
1666                     new_start = i1;
1667
1668                   if (loop_dump_stream)
1669                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1670                 }
1671               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1672                  new move insn, first delete what we have and then emit
1673                  the move insn before the loop.  */
1674               else if (m->move_insn)
1675                 {
1676                   rtx i1, temp;
1677
1678                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1679                     {
1680                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1681                          skip to the end.  */
1682                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1683                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1684                         p = XEXP (temp, 0);
1685
1686                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1687                          delete every insn in the sequence except the last.
1688                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1689                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1690                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1691                         {
1692                           temp = XEXP (temp, 0);
1693                           while (temp != p)
1694                             temp = delete_insn (temp);
1695                         }
1696
1697                       p = delete_insn (p);
1698                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1699                         p = NEXT_INSN (p);
1700                     }
1701
1702                   start_sequence ();
1703                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1704                   temp = get_insns ();
1705                   end_sequence ();
1706
1707                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1708
1709                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1710                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1711                     REG_NOTES (i1)
1712                       = gen_rtx (EXPR_LIST,
1713                                  m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1714                                  m->set_src, REG_NOTES (i1));
1715
1716                   if (loop_dump_stream)
1717                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1718
1719                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1720                   threshold -= 3;
1721                 }
1722               else
1723                 {
1724                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1725                     {
1726                       rtx i1, temp;
1727
1728                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1729                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1730                          be an insn here.  */
1731                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1732                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1733                         p = XEXP (temp, 0);
1734
1735                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1736                          insns except the last before the loop.  The last
1737                          insn is handled in the normal manner.  */
1738                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1739                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1740                         {
1741                           rtx fn_address = 0;
1742                           rtx fn_reg = 0;
1743                           rtx fn_address_insn = 0;
1744
1745                           first = 0;
1746                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1747                                temp = NEXT_INSN (temp))
1748                             {
1749                               rtx body;
1750                               rtx n;
1751                               rtx next;
1752
1753                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1754                                 continue;
1755
1756                               body = PATTERN (temp);
1757
1758                               /* Find the next insn after TEMP,
1759                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1760                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1761                                    next = NEXT_INSN (next))
1762                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1763                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1764                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1765                                   break;
1766                               
1767                               /* If that is the call, this may be the insn
1768                                  that loads the function address.
1769
1770                                  Extract the function address from the insn
1771                                  that loads it into a register.
1772                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1773
1774                                  So emit a new move insn that copies the
1775                                  function address into the register that the
1776                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1777                                  redundant stores that we have created.  */
1778                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1779                                   && GET_CODE (body) == SET
1780                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1781                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1782                                                          NULL_RTX)))
1783                                 {
1784                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1785                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1786                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1787                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1788                                   fn_address_insn = temp;
1789                                 }
1790                               /* We have the call insn.
1791                                  If it uses the register we suspect it might,
1792                                  load it with the correct address directly.  */
1793                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1794                                   && fn_address != 0
1795                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
1796                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1797                                                                 fn_address),
1798                                                  fn_address_insn);
1799
1800                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1801                                 {
1802                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
1803                                   /* Because the USAGE information potentially
1804                                      contains objects other than hard registers
1805                                      we need to copy it.  */
1806                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
1807                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1) =
1808                                       copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
1809                                 }
1810                               else
1811                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
1812                               if (first == 0)
1813                                 first = i1;
1814                               if (temp == fn_address_insn)
1815                                 fn_address_insn = i1;
1816                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
1817                               delete_insn (temp);
1818                             }
1819                         }
1820                       if (m->savemode != VOIDmode)
1821                         {
1822                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
1823                              the bits that are not covered by the mode
1824                              m->savemode.  */
1825                           rtx reg = m->set_dest;
1826                           rtx sequence;
1827                           rtx tem;
1828                       
1829                           start_sequence ();
1830                           tem = expand_binop
1831                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
1832                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
1833                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
1834                                       - 1),
1835                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
1836                           if (tem == 0)
1837                             abort ();
1838                           if (tem != reg)
1839                             emit_move_insn (reg, tem);
1840                           sequence = gen_sequence ();
1841                           end_sequence ();
1842                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
1843                         }
1844                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1845                         {
1846                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1847                           /* Because the USAGE information potentially
1848                              contains objects other than hard registers
1849                              we need to copy it.  */
1850                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
1851                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1) =
1852                               copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
1853                         }
1854                       else
1855                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1856
1857                       REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
1858
1859                       /* If there is a REG_EQUAL note present whose value is
1860                          not loop invariant, then delete it, since it may
1861                          cause problems with later optimization passes.
1862                          It is possible for cse to create such notes
1863                          like this as a result of record_jump_cond.  */
1864                       
1865                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1866                           && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
1867                         remove_note (i1, temp);
1868
1869                       if (new_start == 0)
1870                         new_start = i1;
1871
1872                       if (loop_dump_stream)
1873                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
1874                                  INSN_UID (i1));
1875
1876 #if 0
1877                       /* This isn't needed because REG_NOTES is copied
1878                          below and is wrong since P might be a PARALLEL.  */
1879                       if (REG_NOTES (i1) == 0
1880                           && ! m->partial /* But not if it's a zero-extend clr.  */
1881                           && ! m->global /* and not if used outside the loop
1882                                             (since it might get set outside).  */
1883                           && CONSTANT_P (SET_SRC (PATTERN (p))))
1884                         REG_NOTES (i1)
1885                           = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_EQUAL,
1886                                      SET_SRC (PATTERN (p)), REG_NOTES (i1));
1887 #endif
1888
1889                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
1890                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
1891                          and REG_RETVAL on I1.  */
1892                       if (temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1893                         {
1894                           XEXP (temp, 0) = first;
1895                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
1896                           XEXP (temp, 0) = i1;
1897                         }
1898
1899                       delete_insn (p);
1900                       do p = NEXT_INSN (p);
1901                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE);
1902                     }
1903
1904                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1905                   threshold -= 3;
1906                 }
1907
1908               /* Any other movable that loads the same register
1909                  MUST be moved.  */
1910               already_moved[regno] = 1;
1911
1912               /* This reg has been moved out of one loop.  */
1913               moved_once[regno] = 1;
1914
1915               /* The reg set here is now invariant.  */
1916               if (! m->partial)
1917                 n_times_set[regno] = 0;
1918
1919               m->done = 1;
1920
1921               /* Change the length-of-life info for the register
1922                  to say it lives at least the full length of this loop.
1923                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
1924
1925               if (uid_luid[regno_first_uid[regno]] > INSN_LUID (loop_start))
1926                 /* This is the old insn before all the moved insns.
1927                    We can't use the moved insn because it is out of range
1928                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
1929                 regno_first_uid[regno] = INSN_UID (loop_start);
1930               if (uid_luid[regno_last_uid[regno]] < INSN_LUID (end))
1931                 regno_last_uid[regno] = INSN_UID (end);
1932
1933               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
1934
1935               if (! m->partial)
1936                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1937                   if (m1->match == m)
1938                     {
1939                       rtx temp;
1940
1941                       /* Schedule the reg loaded by M1
1942                          for replacement so that shares the reg of M.
1943                          If the modes differ (only possible in restricted
1944                          circumstances, make a SUBREG.  */
1945                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
1946                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
1947                       else
1948                         reg_map[m1->regno]
1949                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
1950                                                 m->set_dest);
1951                     
1952                       /* Get rid of the matching insn
1953                          and prevent further processing of it.  */
1954                       m1->done = 1;
1955
1956                       /* if library call, delete all insn except last, which
1957                          is deleted below */
1958                       if (temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
1959                                                 NULL_RTX))
1960                         {
1961                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
1962                                temp = NEXT_INSN (temp))
1963                             delete_insn (temp);
1964                         }
1965                       delete_insn (m1->insn);
1966
1967                       /* Any other movable that loads the same register
1968                          MUST be moved.  */
1969                       already_moved[m1->regno] = 1;
1970
1971                       /* The reg merged here is now invariant,
1972                          if the reg it matches is invariant.  */
1973                       if (! m->partial)
1974                         n_times_set[m1->regno] = 0;
1975                     }
1976             }
1977           else if (loop_dump_stream)
1978             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
1979         }
1980       else if (loop_dump_stream && !m->match)
1981         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
1982
1983       if (loop_dump_stream)
1984         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
1985     }
1986
1987   if (new_start == 0)
1988     new_start = loop_start;
1989
1990   /* Go through all the instructions in the loop, making
1991      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
1992   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
1993     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1994         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1995       {
1996         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
1997         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
1998         INSN_CODE (p) = -1;
1999       }
2000 }
2001 \f
2002 #if 0
2003 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2004    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2005
2006 static void
2007 replace_call_address (x, reg, addr)
2008      rtx x, reg, addr;
2009 {
2010   register enum rtx_code code;
2011   register int i;
2012   register char *fmt;
2013
2014   if (x == 0)
2015     return;
2016   code = GET_CODE (x);
2017   switch (code)
2018     {
2019     case PC:
2020     case CC0:
2021     case CONST_INT:
2022     case CONST_DOUBLE:
2023     case CONST:
2024     case SYMBOL_REF:
2025     case LABEL_REF:
2026     case REG:
2027       return;
2028
2029     case SET:
2030       /* Short cut for very common case.  */
2031       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2032       return;
2033
2034     case CALL:
2035       /* Short cut for very common case.  */
2036       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2037       return;
2038
2039     case MEM:
2040       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2041          something is wrong.  */
2042       if (XEXP (x, 0) != reg)
2043         abort ();
2044       XEXP (x, 0) = addr;
2045       return;
2046     }
2047
2048   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2049   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2050     {
2051       if (fmt[i] == 'e')
2052         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2053       if (fmt[i] == 'E')
2054         {
2055           register int j;
2056           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2057             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2058         }
2059     }
2060 }
2061 #endif
2062 \f
2063 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2064    in the rtx X.  */
2065
2066 static int
2067 count_nonfixed_reads (x)
2068      rtx x;
2069 {
2070   register enum rtx_code code;
2071   register int i;
2072   register char *fmt;
2073   int value;
2074
2075   if (x == 0)
2076     return 0;
2077
2078   code = GET_CODE (x);
2079   switch (code)
2080     {
2081     case PC:
2082     case CC0:
2083     case CONST_INT:
2084     case CONST_DOUBLE:
2085     case CONST:
2086     case SYMBOL_REF:
2087     case LABEL_REF:
2088     case REG:
2089       return 0;
2090
2091     case MEM:
2092       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2093               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2094     }
2095
2096   value = 0;
2097   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2098   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2099     {
2100       if (fmt[i] == 'e')
2101         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2102       if (fmt[i] == 'E')
2103         {
2104           register int j;
2105           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2106             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2107         }
2108     }
2109   return value;
2110 }
2111
2112 \f
2113 #if 0
2114 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2115    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2116    if the machine supports such an instruction,
2117    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2118
2119 static void
2120 constant_high_bytes (p, loop_start)
2121      rtx p, loop_start;
2122 {
2123   register rtx new;
2124   register int insn_code_number;
2125
2126   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2127      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2128
2129   new = gen_rtx (SET, VOIDmode,
2130                  gen_rtx (STRICT_LOW_PART, VOIDmode,
2131                           gen_rtx (SUBREG, GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2132                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2133                                    0)),
2134                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2135   insn_code_number = recog (new, p);
2136
2137   if (insn_code_number)
2138     {
2139       register int i;
2140
2141       /* Clear destination register before the loop.  */
2142       emit_insn_before (gen_rtx (SET, VOIDmode,
2143                                  SET_DEST (PATTERN (p)),
2144                                  const0_rtx),
2145                         loop_start);
2146
2147       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2148       PATTERN (p) = new;
2149     }
2150 }
2151 #endif
2152 \f
2153 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2154    `num_mem_sets', `loop_continue', loops_enclosed', `loop_has_call',
2155    and `loop_has_volatile'.
2156    Also, fill in the array `loop_store_mems'.  */
2157
2158 static void
2159 prescan_loop (start, end)
2160      rtx start, end;
2161 {
2162   register int level = 1;
2163   register rtx insn;
2164
2165   unknown_address_altered = 0;
2166   loop_has_call = 0;
2167   loop_has_volatile = 0;
2168   loop_store_mems_idx = 0;
2169
2170   num_mem_sets = 0;
2171   loops_enclosed = 1;
2172   loop_continue = 0;
2173
2174   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2175        insn = NEXT_INSN (insn))
2176     {
2177       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2178         {
2179           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2180             {
2181               ++level;
2182               /* Count number of loops contained in this one.  */
2183               loops_enclosed++;
2184             }
2185           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2186             {
2187               --level;
2188               if (level == 0)
2189                 {
2190                   end = insn;
2191                   break;
2192                 }
2193             }
2194           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2195             {
2196               if (level == 1)
2197                 loop_continue = insn;
2198             }
2199         }
2200       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2201         {
2202           unknown_address_altered = 1;
2203           loop_has_call = 1;
2204         }
2205       else
2206         {
2207           if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2208             {
2209               if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2210                 loop_has_volatile = 1;
2211
2212               note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2213             }
2214         }
2215     }
2216 }
2217 \f
2218 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2219    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2220    to from outside the loop.  */
2221
2222 static void
2223 find_and_verify_loops (f)
2224      rtx f;
2225 {
2226   rtx insn, label;
2227   int current_loop = -1;
2228   int next_loop = -1;
2229   int loop;
2230
2231   /* If there are jumps to undefined labels,
2232      treat them as jumps out of any/all loops.
2233      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2234   uid_loop_num[0] = -1;
2235
2236   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2237      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2238
2239   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2240     {
2241       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2242         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2243           {
2244           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2245             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2246             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2247             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2248             loop_invalid[next_loop] = 0;
2249             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2250             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2251             current_loop = next_loop;
2252             break;
2253
2254           case NOTE_INSN_SETJMP:
2255             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2256                enclosing loop.  */
2257             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2258               {
2259                 loop_invalid[loop] = 1;
2260                 if (loop_dump_stream)
2261                   fprintf (loop_dump_stream,
2262                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2263                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2264               }
2265             break;
2266
2267           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2268             if (current_loop == -1)
2269               abort ();
2270
2271             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2272             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2273             break;
2274
2275           }
2276
2277       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2278          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2279       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2280     }
2281
2282   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2283      because it can be jumped into from anywhere.  */
2284
2285   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2286     {
2287       int loop_num;
2288
2289       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2290            loop_num != -1;
2291            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2292         loop_invalid[loop_num] = 1;
2293     }
2294
2295   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2296      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2297
2298   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2299     {
2300       int loop_num;
2301
2302       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2303            loop_num != -1;
2304            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2305         loop_invalid[loop_num] = 1;
2306     }
2307
2308   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2309      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2310      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2311      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2312      anywhere.
2313
2314      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2315      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2316      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2317      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2318      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2319      possible second cse pass.  */
2320
2321   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2322     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2323       {
2324         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2325
2326         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2327           {
2328             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2329             if (note)
2330               {
2331                 int loop_num;
2332
2333                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2334                      loop_num != -1;
2335                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2336                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2337               }
2338           }
2339
2340         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2341           continue;
2342
2343         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2344
2345         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2346         if (this_loop_num != -1
2347             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2348                 || (simplejump_p (insn)
2349                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2350                         != this_loop_num)))
2351             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2352           {
2353             rtx p;
2354             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2355             int dest_loop;
2356             int outer_loop = -1;
2357
2358             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2359                or a JUMP_INSN.  */
2360             for (p = PREV_INSN (insn);
2361                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2362                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2363                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2364                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2365                  p = PREV_INSN (p))
2366               ;
2367
2368             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2369                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2370
2371             if (JUMP_LABEL (insn))
2372               {
2373                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2374                 if (dest_loop != -1)
2375                   {
2376                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2377                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2378                       if (outer_loop == this_loop_num)
2379                         break;
2380                   }
2381               }
2382
2383             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2384
2385             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2386                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2387               outer_loop = this_loop_num;
2388
2389             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2390                we have a block of code to try to move.
2391
2392                We look backward and then forward from the target of INSN
2393                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2394                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2395                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2396                and move the block of code to the spot we found.  */
2397
2398             if (outer_loop == -1
2399                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2400                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2401                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2402                    These always indicate compilation errors.  */
2403                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2404                 && condjump_p (p)
2405                 && ! simplejump_p (p)
2406                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2407               {
2408                 rtx target
2409                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2410                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2411                 rtx loc;
2412
2413                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2414                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2415                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2416                     break;
2417
2418                 if (loc == 0)
2419                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2420                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2421                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2422                       break;
2423
2424                 if (loc)
2425                   {
2426                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2427                     rtx new_label = get_label_after (p);
2428
2429                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2430                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2431
2432                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2433                        we can invert P.  */
2434                    if (invert_jump (p, new_label))
2435                      {
2436                        rtx q, r;
2437
2438                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2439                           block after LOC.  */
2440                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2441                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2442
2443                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2444                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2445                             q = NEXT_INSN (q))
2446                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2447
2448                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2449                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2450                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2451                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2452                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2453                        if (JUMP_LABEL (insn))
2454                          {
2455                            int loop_num;
2456
2457                            for (q = 0,
2458                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2459                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2460                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2461                                {
2462                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2463                                  if (q)
2464                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2465                                  else
2466                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2467                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2468                                  break;
2469                                }
2470
2471                            for (loop_num = this_loop_num;
2472                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2473                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2474                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2475
2476                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2477                            if (! r)
2478                              abort ();
2479                          }
2480
2481                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2482                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2483                           The easiest way to do this is to just call
2484                           mark_loop_jump again for P.  */
2485                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2486
2487                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2488                           delete INSN.  */
2489                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2490                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2491                                == next_real_insn (insn)))
2492                          delete_insn (insn);
2493                      }
2494
2495                     /* Continue the loop after where the conditional
2496                        branch used to jump, since the only branch insn
2497                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2498                        branch and hence needs no processing.  */
2499                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2500
2501                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2502                       delete_insn (cond_label);
2503
2504                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2505                     insn = PREV_INSN (insn);
2506                   }
2507               }
2508           }
2509       }
2510 }
2511
2512 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2513    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2514
2515    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2516
2517 static void
2518 mark_loop_jump (x, loop_num)
2519      rtx x;
2520      int loop_num;
2521 {
2522   int dest_loop;
2523   int outer_loop;
2524   int i;
2525
2526   switch (GET_CODE (x))
2527     {
2528     case PC:
2529     case USE:
2530     case CLOBBER:
2531     case REG:
2532     case MEM:
2533     case CONST_INT:
2534     case CONST_DOUBLE:
2535     case RETURN:
2536       return;
2537
2538     case CONST:
2539       /* There could be a label reference in here.  */
2540       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2541       return;
2542
2543     case PLUS:
2544     case MINUS:
2545     case MULT:
2546       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2547       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2548       return;
2549
2550     case SIGN_EXTEND:
2551     case ZERO_EXTEND:
2552       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2553       return;
2554
2555     case LABEL_REF:
2556       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2557
2558       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2559          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2560          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2561          false.  */
2562
2563       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
2564          since this does not count as a loop exit.  */
2565       if (dest_loop != -1)
2566         {
2567           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2568                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2569             if (outer_loop == loop_num)
2570               break;
2571         }
2572       else
2573         outer_loop = -1;
2574
2575       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
2576         {
2577           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
2578           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
2579           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2580
2581           for (outer_loop = loop_num;
2582                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
2583                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2584             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
2585         }
2586
2587       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
2588          by it, it invalidates at least one loop.  */
2589
2590       if (dest_loop == -1)
2591         return;
2592
2593       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
2594          label, except those that also contain the jump insn.  */
2595
2596       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
2597         {
2598           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
2599           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2600                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2601             if (dest_loop == outer_loop)
2602               return;
2603
2604           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
2605           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
2606             fprintf (loop_dump_stream,
2607                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
2608                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
2609           
2610           loop_invalid[dest_loop] = 1;
2611         }
2612       return;
2613
2614     case SET:
2615       /* If this is not setting pc, ignore.  */
2616       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
2617         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
2618       return;
2619
2620     case IF_THEN_ELSE:
2621       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2622       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
2623       return;
2624
2625     case PARALLEL:
2626     case ADDR_VEC:
2627       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
2628         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
2629       return;
2630
2631     case ADDR_DIFF_VEC:
2632       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
2633         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
2634       return;
2635
2636     default:
2637       /* Treat anything else (such as a symbol_ref)
2638          as a branch out of this loop, but not into any loop.  */
2639
2640       if (loop_num != -1)
2641         {
2642           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2643
2644           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2645                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2646             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
2647         }
2648       return;
2649     }
2650 }
2651 \f
2652 /* Return nonzero if there is a label in the range from
2653    insn INSN to and including the insn whose luid is END
2654    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
2655    been previously created by loop.c).  */
2656
2657 static int
2658 labels_in_range_p (insn, end)
2659      rtx insn;
2660      int end;
2661 {
2662   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
2663     {
2664       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
2665         return 1;
2666       insn = NEXT_INSN (insn);
2667     }
2668
2669   return 0;
2670 }
2671
2672 /* Record that a memory reference X is being set.  */
2673
2674 static void
2675 note_addr_stored (x)
2676      rtx x;
2677 {
2678   register int i;
2679
2680   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
2681     return;
2682
2683   /* Count number of memory writes.
2684      This affects heuristics in strength_reduce.  */
2685   num_mem_sets++;
2686
2687   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
2688   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
2689     unknown_address_altered = 1;
2690
2691   if (unknown_address_altered)
2692     return;
2693
2694   for (i = 0; i < loop_store_mems_idx; i++)
2695     if (rtx_equal_p (XEXP (loop_store_mems[i], 0), XEXP (x, 0))
2696         && MEM_IN_STRUCT_P (x) == MEM_IN_STRUCT_P (loop_store_mems[i]))
2697       {
2698         /* We are storing at the same address as previously noted.  Save the
2699            wider reference.  */
2700         if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x))
2701             > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_store_mems[i])))
2702           loop_store_mems[i] = x;
2703         break;
2704       }
2705
2706   if (i == NUM_STORES)
2707     unknown_address_altered = 1;
2708
2709   else if (i == loop_store_mems_idx)
2710     loop_store_mems[loop_store_mems_idx++] = x;
2711 }
2712 \f
2713 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
2714
2715    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
2716
2717    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
2718    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
2719    anything stored in `loop_store_mems'.  */
2720
2721 int
2722 invariant_p (x)
2723      register rtx x;
2724 {
2725   register int i;
2726   register enum rtx_code code;
2727   register char *fmt;
2728   int conditional = 0;
2729
2730   if (x == 0)
2731     return 1;
2732   code = GET_CODE (x);
2733   switch (code)
2734     {
2735     case CONST_INT:
2736     case CONST_DOUBLE:
2737     case SYMBOL_REF:
2738     case CONST:
2739       return 1;
2740
2741     case LABEL_REF:
2742       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
2743          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
2744          This is because each unrolled copy of the loop body will have
2745          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
2746          the address of this label into a register might get moved outside
2747          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
2748
2749          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
2750          labels.  */
2751       if (flag_unroll_loops)
2752         return 0;
2753       else
2754         return 1;
2755
2756     case PC:
2757     case CC0:
2758     case UNSPEC_VOLATILE:
2759       return 0;
2760
2761     case REG:
2762       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
2763          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
2764       if (x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
2765           || x == arg_pointer_rtx)
2766         return 1;
2767       if (loop_has_call
2768           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
2769         return 0;
2770       if (n_times_set[REGNO (x)] < 0)
2771         return 2;
2772       return n_times_set[REGNO (x)] == 0;
2773
2774     case MEM:
2775       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
2776          checking for read-only items, so that volatile read-only items
2777          will be rejected also.  */
2778       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2779         return 0;
2780
2781       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
2782          invariant if their address is.  */
2783       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
2784         break;
2785
2786       /* If we filled the table (or had a subroutine call), any location
2787          in memory could have been clobbered.  */
2788       if (unknown_address_altered)
2789         return 0;
2790
2791       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
2792       for (i = loop_store_mems_idx - 1; i >= 0; i--)
2793         if (true_dependence (loop_store_mems[i], x))
2794           return 0;
2795
2796       /* It's not invalidated by a store in memory
2797          but we must still verify the address is invariant.  */
2798       break;
2799
2800     case ASM_OPERANDS:
2801       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
2802       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2803         return 0;
2804     }
2805
2806   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2807   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2808     {
2809       if (fmt[i] == 'e')
2810         {
2811           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
2812           if (tem == 0)
2813             return 0;
2814           if (tem == 2)
2815             conditional = 1;
2816         }
2817       else if (fmt[i] == 'E')
2818         {
2819           register int j;
2820           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2821             {
2822               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
2823               if (tem == 0)
2824                 return 0;
2825               if (tem == 2)
2826                 conditional = 1;
2827             }
2828
2829         }
2830     }
2831
2832   return 1 + conditional;
2833 }
2834
2835 \f
2836 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
2837    are INSN and the immediately following insns,
2838    and if each of those insns sets REG in an invariant way
2839    (not counting uses of REG in them).
2840
2841    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
2842
2843    We assume that INSN itself is the first set of REG
2844    and that its source is invariant.  */
2845
2846 static int
2847 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
2848      int n_sets;
2849      rtx reg, insn;
2850 {
2851   register rtx p = insn;
2852   register int regno = REGNO (reg);
2853   rtx temp;
2854   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
2855   int count = n_sets - 1;
2856   int old = n_times_set[regno];
2857   int value = 0;
2858   int this;
2859
2860   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
2861   if (n_sets == 127)
2862     return 0;
2863
2864   n_times_set[regno] = 0;
2865
2866   while (count > 0)
2867     {
2868       register enum rtx_code code;
2869       rtx set;
2870
2871       p = NEXT_INSN (p);
2872       code = GET_CODE (p);
2873
2874       /* If library call, skip to end of of it.  */
2875       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2876         p = XEXP (temp, 0);
2877
2878       this = 0;
2879       if (code == INSN
2880           && (set = single_set (p))
2881           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
2882           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
2883         {
2884           this = invariant_p (SET_SRC (set));
2885           if (this != 0)
2886             value |= this;
2887           else if (temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2888             {
2889               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
2890                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
2891                  notes are OK.  */
2892               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
2893                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
2894                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
2895               if (this != 0)
2896                 value |= this;
2897             }
2898         }
2899       if (this != 0)
2900         count--;
2901       else if (code != NOTE)
2902         {
2903           n_times_set[regno] = old;
2904           return 0;
2905         }
2906     }
2907
2908   n_times_set[regno] = old;
2909   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
2910   return 1 + (value & 2);
2911 }
2912
2913 #if 0
2914 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
2915    to be moved, so we no longer test it.  */
2916
2917 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
2918    that set REG are invariant according to TABLE.  */
2919
2920 static int
2921 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
2922      rtx reg, insn;
2923      short *table;
2924 {
2925   register rtx p = insn;
2926   register int regno = REGNO (reg);
2927
2928   while (1)
2929     {
2930       register enum rtx_code code;
2931       p = NEXT_INSN (p);
2932       code = GET_CODE (p);
2933       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
2934         return 1;
2935       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
2936           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
2937           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
2938         {
2939           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
2940             return 0;
2941         }
2942     }
2943 }
2944 #endif /* 0 */
2945 \f
2946 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
2947    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
2948    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
2949
2950 static void
2951 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
2952      rtx insn;
2953      rtx x;
2954      rtx *usage;
2955 {
2956   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2957   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2958   int i, j;
2959
2960   if (code == REG)
2961     usage[REGNO (x)]
2962       = (usage[REGNO (x)] != 0 && usage[REGNO (x)] != insn)
2963         ? const0_rtx : insn;
2964
2965   else if (code == SET)
2966     {
2967       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
2968          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
2969          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
2970          for it.  */
2971       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2972         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
2973       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
2974     }
2975   else
2976     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2977       {
2978         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
2979           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
2980         else if (fmt[i] == 'E')
2981           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2982             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
2983       }
2984 }
2985 \f
2986 /* Increment N_TIMES_SET at the index of each register
2987    that is modified by an insn between FROM and TO.
2988    If the value of an element of N_TIMES_SET becomes 127 or more,
2989    stop incrementing it, to avoid overflow.
2990
2991    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
2992    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
2993    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
2994    in which case this processing is not done.
2995
2996    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
2997    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
2998
2999 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3000    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3001
3002 static void
3003 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3004      register rtx from, to;
3005      char *may_not_move;
3006      rtx *single_usage;
3007      int *count_ptr;
3008      int nregs;
3009 {
3010   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3011   register rtx insn;
3012   register int count = 0;
3013   register rtx dest;
3014
3015   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3016   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3017     {
3018       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3019         {
3020           ++count;
3021
3022           /* If requested, record registers that have exactly one use.  */
3023           if (single_usage)
3024             {
3025               find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3026
3027               /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3028               if (REG_NOTES (insn))
3029                 find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3030             }
3031
3032           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
3033               && GET_CODE (XEXP (PATTERN (insn), 0)) == REG)
3034             /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3035                We might do so sometimes, but it's not worth the pain.  */
3036             may_not_move[REGNO (XEXP (PATTERN (insn), 0))] = 1;
3037
3038           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3039               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3040             {
3041               dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3042               while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3043                      || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3044                      || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3045                      || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3046                 dest = XEXP (dest, 0);
3047               if (GET_CODE (dest) == REG)
3048                 {
3049                   register int regno = REGNO (dest);
3050                   /* If this is the first setting of this reg
3051                      in current basic block, and it was set before,
3052                      it must be set in two basic blocks, so it cannot
3053                      be moved out of the loop.  */
3054                   if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
3055                     may_not_move[regno] = 1;
3056                   /* If this is not first setting in current basic block,
3057                      see if reg was used in between previous one and this.
3058                      If so, neither one can be moved.  */
3059                   if (last_set[regno] != 0
3060                       && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3061                     may_not_move[regno] = 1;
3062                   if (n_times_set[regno] < 127)
3063                     ++n_times_set[regno];
3064                   last_set[regno] = insn;
3065                 }
3066             }
3067           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3068             {
3069               register int i;
3070               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3071                 {
3072                   register rtx x = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
3073                   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3074                     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3075                        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3076                     may_not_move[REGNO (XEXP (x, 0))] = 1;
3077
3078                   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3079                     {
3080                       dest = SET_DEST (x);
3081                       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3082                              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3083                              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3084                              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3085                         dest = XEXP (dest, 0);
3086                       if (GET_CODE (dest) == REG)
3087                         {
3088                           register int regno = REGNO (dest);
3089                           if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
3090                             may_not_move[regno] = 1;
3091                           if (last_set[regno] != 0
3092                               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3093                             may_not_move[regno] = 1;
3094                           if (n_times_set[regno] < 127)
3095                             ++n_times_set[regno];
3096                           last_set[regno] = insn;
3097                         }
3098                     }
3099                 }
3100             }
3101         }
3102
3103       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3104         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3105     }
3106   *count_ptr = count;
3107 }
3108 \f
3109 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3110    and that is entered at SCAN_START,
3111    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3112    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3113    from the loop entry point.
3114
3115    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3116    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3117    from an inner loop past two loops.  */
3118
3119 static int
3120 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3121      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3122 {
3123   rtx reg = SET_DEST (set);
3124   rtx p;
3125
3126   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3127      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3128   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3129     {
3130       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3131           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3132         return 1;
3133
3134       if (p == loop_end)
3135         p = loop_start;
3136     }
3137
3138   return 0;
3139 }
3140 \f
3141 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3142    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3143 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3144    value is a linear function of a biv.  */
3145
3146 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3147    Givs by `general_induct_var'.  */
3148
3149 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3150    induction variable, and if so what type.  */
3151
3152 enum iv_mode *reg_iv_type;
3153
3154 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3155    if register is an induction variable.  This holds general info for
3156    all induction variables.  */
3157
3158 struct induction **reg_iv_info;
3159
3160 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3161    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3162    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3163    to.  */
3164
3165 struct iv_class **reg_biv_class;
3166
3167 /* The head of a list which links together (via the next field)
3168    every iv class for the current loop.  */
3169
3170 struct iv_class *loop_iv_list;
3171
3172 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3173
3174 static rtx note_insn;
3175
3176 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3177
3178 static rtx addr_placeholder;
3179
3180 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3181    for the strength reduction code.  */
3182
3183 /* ??? There is one more optimization you might be interested in doing: to
3184    allocate pseudo registers for frequently-accessed memory locations.
3185    If the same memory location is referenced each time around, it might
3186    be possible to copy it into a register before and out after.
3187    This is especially useful when the memory location is a variable which
3188    is in a stack slot because somewhere its address is taken.  If the
3189    loop doesn't contain a function call and the variable isn't volatile,
3190    it is safe to keep the value in a register for the duration of the
3191    loop. One tricky thing is that the copying of the value back from the
3192    register has to be done on all exits from the loop.  You need to check that
3193    all the exits from the loop go to the same place.  */
3194
3195 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3196    bivs, may cause problems.  */
3197
3198 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3199    performance problems.
3200
3201    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3202    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3203    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3204    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3205    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3206    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3207
3208 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3209    positive.  */
3210
3211 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3212    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3213    e.g. the VAX acb insn.  */
3214
3215 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3216    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3217    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3218 \f
3219 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  */
3220
3221 /* Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3222    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3223    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3224    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3225    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.  */
3226
3227 static void
3228 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3229                  loop_start, loop_end)
3230      rtx scan_start;
3231      rtx end;
3232      rtx loop_top;
3233      int insn_count;
3234      rtx loop_start;
3235      rtx loop_end;
3236 {
3237   rtx p;
3238   rtx set;
3239   rtx inc_val;
3240   rtx mult_val;
3241   rtx dest_reg;
3242   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3243      iteration.  */
3244   int not_every_iteration = 0;
3245   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3246      loop iteration.  */
3247   int maybe_multiple = 0;
3248   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3249   struct iv_class *bl, **backbl;
3250   /* Ratio of extra register life span we can justify
3251      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3252      since in that case saving an insn makes more difference
3253      and more registers are available.  */
3254   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3255   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3256   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3257   rtx *reg_map;
3258   int call_seen;
3259   rtx test;
3260   rtx end_insert_before;
3261   int loop_depth = 0;
3262
3263   reg_iv_type = (enum iv_mode *) alloca (max_reg_before_loop
3264                                          * sizeof (enum iv_mode *));
3265   bzero ((char *) reg_iv_type, max_reg_before_loop * sizeof (enum iv_mode *));
3266   reg_iv_info = (struct induction **)
3267     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct induction *));
3268   bzero ((char *) reg_iv_info, (max_reg_before_loop
3269                                 * sizeof (struct induction *)));
3270   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3271     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3272   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3273                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3274
3275   loop_iv_list = 0;
3276   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3277
3278   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3279      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3280      order (i.e. loop order). 
3281
3282      If loop_end is the end of the current function, then emit a 
3283      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3284      dummy note insn.  */
3285   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3286     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3287   else
3288     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3289
3290   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3291
3292   p = scan_start;
3293   while (1)
3294     {
3295       p = NEXT_INSN (p);
3296       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3297          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3298       if (p == scan_start)
3299         break;
3300       if (p == end)
3301         {
3302           if (loop_top != 0)
3303             p = loop_top;
3304           else
3305             break;
3306           if (p == scan_start)
3307             break;
3308         }
3309
3310       if (GET_CODE (p) == INSN
3311           && (set = single_set (p))
3312           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3313         {
3314           dest_reg = SET_DEST (set);
3315           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3316               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3317               && reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] != NOT_BASIC_INDUCT)
3318             {
3319               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3320                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val))
3321                 {
3322                   /* It is a possible basic induction variable.
3323                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3324
3325                   struct induction *v
3326                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3327
3328                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val,
3329                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3330                   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = BASIC_INDUCT;
3331                 }
3332               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3333                 reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = NOT_BASIC_INDUCT;
3334             }
3335         }
3336
3337       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3338          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3339          every jump insn between here and the end of the loop either
3340          returns, exits the loop, is a forward jump, or is a jump
3341          to the loop start.  */
3342
3343       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3344         {
3345           rtx insn = p;
3346
3347           maybe_multiple = 0;
3348
3349           while (1)
3350             {
3351               insn = NEXT_INSN (insn);
3352               if (insn == scan_start)
3353                 break;
3354               if (insn == end)
3355                 {
3356                   if (loop_top != 0)
3357                     insn = loop_top;
3358                   else
3359                     break;
3360                   if (insn == scan_start)
3361                     break;
3362                 }
3363
3364               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3365                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3366                   && (! condjump_p (insn)
3367                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3368                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3369                           && (INSN_UID (JUMP_LABEL (insn)) >= max_uid_for_loop
3370                               || INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop
3371                               || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (insn))
3372                                   < INSN_LUID (insn))))))
3373                 {
3374                   maybe_multiple = 1;
3375                   break;
3376                 }
3377             }
3378         }
3379
3380       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3381          on whether they will be executed during each iteration.  */
3382       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3383          code in scan_loop.  */
3384       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3385           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3386              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3387              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3388              will be executed if the loop is executed.  */
3389           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3390                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3391                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3392         {
3393           rtx label = 0;
3394
3395           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3396              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3397              loop_number_exits_labels list.  */
3398              
3399           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3400                label;
3401                label = LABEL_NEXTREF (label))
3402             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3403               break;
3404
3405           if (! label)
3406             not_every_iteration = 1;
3407         }
3408
3409       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3410         {
3411           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3412              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3413              even though the exit code has been duplicated.  */
3414           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
3415             not_every_iteration = 0;
3416           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3417             loop_depth++;
3418           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3419             loop_depth--;
3420         }
3421
3422       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3423          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3424          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3425          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3426
3427          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3428          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3429          will be executed each iteration.  */
3430
3431       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3432           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3433         not_every_iteration = 0;
3434     }
3435
3436   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3437      Make a sanity check against n_times_set.  */
3438   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3439     {
3440       if (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3441           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3442           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3443           || n_times_set[bl->regno] != bl->biv_count
3444           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3445              move.  So leave it alone.  */
3446           || ! bl->incremented)
3447         {
3448           if (loop_dump_stream)
3449             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3450                      bl->regno,
3451                      (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3452                       ? "not induction variable"
3453                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3454                          : "count error")));
3455           
3456           reg_iv_type[bl->regno] = NOT_BASIC_INDUCT;
3457           *backbl = bl->next;
3458         }
3459       else
3460         {
3461           backbl = &bl->next;
3462
3463           if (loop_dump_stream)
3464             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3465         }
3466     }
3467
3468   /* Exit if there are no bivs.  */
3469   if (! loop_iv_list)
3470     {
3471       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3472          strength reduction info available.  */
3473       if (flag_unroll_loops)
3474         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 0);
3475
3476       return;
3477     }
3478
3479   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3480      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3481
3482   call_seen = 0;
3483   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3484     {
3485       note_insn = p;
3486
3487       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3488         call_seen = 1;
3489
3490       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3491           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3492         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3493
3494       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3495          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3496          constants and registers and only certain of those.  */
3497       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3498           && JUMP_LABEL (p) != 0
3499           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3500           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3501           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3502           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3503           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3504           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3505           && bl->init_insn == 0)
3506         {
3507           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3508           if (GET_CODE (test) == NE)
3509             {
3510               bl->init_insn = p;
3511               bl->init_set = gen_rtx (SET, VOIDmode,
3512                                       XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3513             }
3514           else
3515             bl->initial_test = test;
3516         }
3517     }
3518
3519   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3520      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3521      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3522   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3523     {
3524       rtx src;
3525
3526       if (! bl->init_insn)
3527         continue;
3528
3529       src = SET_SRC (bl->init_set);
3530
3531       if (loop_dump_stream)
3532         fprintf (loop_dump_stream,
3533                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3534                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3535
3536       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3537            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3538           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3539         {
3540           bl->initial_value = src;
3541
3542           if (loop_dump_stream)
3543             {
3544               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3545                 fprintf (loop_dump_stream, "%d\n", INTVAL (src));
3546               else
3547                 {
3548                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3549                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3550                 }
3551             }
3552         }
3553       else
3554         {
3555           /* Biv initial value is not simple move,
3556              so let it keep initial value of "itself".  */
3557
3558           if (loop_dump_stream)
3559             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
3560         }
3561     }
3562
3563   /* Search the loop for general induction variables.  */
3564
3565   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
3566      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
3567
3568   not_every_iteration = 0;
3569   loop_depth = 0;
3570   p = scan_start;
3571   while (1)
3572     {
3573       p = NEXT_INSN (p);
3574       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3575          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3576       if (p == scan_start)
3577         break;
3578       if (p == end)
3579         {
3580           if (loop_top != 0)
3581             p = loop_top;
3582           else
3583             break;
3584           if (p == scan_start)
3585             break;
3586         }
3587
3588       /* Look for a general induction variable in a register.  */
3589       if (GET_CODE (p) == INSN
3590           && (set = single_set (p))
3591           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3592           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
3593         {
3594           rtx src_reg;
3595           rtx add_val;
3596           rtx mult_val;
3597           int benefit;
3598           rtx regnote = 0;
3599
3600           dest_reg = SET_DEST (set);
3601           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3602             continue;
3603
3604           if (/* SET_SRC is a giv.  */
3605               ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set),
3606                                                  &src_reg, &add_val,
3607                                                  &mult_val))
3608                /* Equivalent expression is a giv.  */
3609                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
3610                    && (benefit = general_induction_var (XEXP (regnote, 0),
3611                                                         &src_reg,
3612                                                         &add_val, &mult_val))))
3613               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
3614                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
3615               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3616               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
3617               && dest_reg != src_reg
3618               /* This must be the only place where the register is set.  */
3619               && (n_times_set[REGNO (dest_reg)] == 1
3620                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
3621                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
3622                                                  src_reg, dest_reg,
3623                                                  &add_val, &mult_val))))
3624             {
3625               int count;
3626               struct induction *v
3627                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3628               rtx temp;
3629
3630               /* If this is a library call, increase benefit.  */
3631               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
3632                 benefit += libcall_benefit (p);
3633
3634               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
3635               for (count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
3636                    count > 0; count--)
3637                 {
3638                   /* If first insn of libcall sequence, skip to end.
3639                      Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
3640                      be an insn here.  */
3641                   if (GET_CODE (p) != NOTE
3642                       && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3643                     p = XEXP (temp, 0);
3644
3645                   do p = NEXT_INSN (p);
3646                   while (GET_CODE (p) == NOTE);
3647                 }
3648
3649               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
3650                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
3651                           loop_end);
3652
3653             }
3654         }
3655
3656 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
3657       /* Look for givs which are memory addresses.  */
3658       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
3659          still does.  */
3660       if (GET_CODE (p) == INSN)
3661         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
3662                        loop_end);
3663 #endif
3664
3665       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
3666          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
3667       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3668         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3669         update_giv_derive (p);
3670
3671       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3672          on whether they will be executed during each iteration.  */
3673       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3674          code in scan_loop.  */
3675       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3676           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3677              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3678              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3679              will be executed if the loop is executed.  */
3680           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3681                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3682                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3683         {
3684           rtx label = 0;
3685
3686           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3687              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3688              loop_number_exits_labels list.  */
3689              
3690           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3691                label;
3692                label = LABEL_NEXTREF (label))
3693             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3694               break;
3695
3696           if (! label)
3697             not_every_iteration = 1;
3698         }
3699
3700       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3701         {
3702           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3703              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3704              even though the exit code has been duplicated.  */
3705           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
3706             not_every_iteration = 0;
3707           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3708             loop_depth++;
3709           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3710             loop_depth--;
3711         }
3712
3713       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3714          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3715          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3716          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3717
3718          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3719          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3720          will be executed each iteration.  */
3721
3722       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3723           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3724         not_every_iteration = 0;
3725     }
3726
3727   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
3728      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
3729      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
3730      fail if the iteration variable is a giv.  */
3731
3732   loop_n_iterations = loop_iterations (loop_start, loop_end);
3733
3734   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
3735      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
3736      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
3737      so that final_giv_value will work correctly.  */
3738
3739   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3740     {
3741       struct induction *v;
3742
3743       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3744         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
3745           check_final_value (v, loop_start, loop_end);
3746     }
3747
3748   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
3749      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
3750      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
3751   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start);
3752
3753   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.  */
3754   reg_map = (rtx *) alloca (max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3755   bzero ((char *) reg_map, max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3756
3757   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
3758      variable elimination.  */
3759
3760   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3761     {
3762       struct induction *v;
3763       int benefit;
3764       int all_reduced;
3765       rtx final_value = 0;
3766
3767       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
3768          provided all givs are reduced.  This is possible if either
3769          the reg is not used outside the loop, or we can compute
3770          what its final value will be.
3771
3772          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
3773          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
3774          this biv.  */
3775
3776       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
3777          We aren't concerned with any uses of the biv between
3778          init_insn and loop_start since these won't be affected
3779          by the value of the biv elsewhere in the function, so
3780          long as init_insn doesn't use the biv itself.
3781          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
3782
3783       if ((uid_luid[regno_last_uid[bl->regno]] < INSN_LUID (loop_end)
3784            && bl->init_insn
3785            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
3786            && uid_luid[regno_first_uid[bl->regno]] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
3787 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3788            && ! bl->nonneg
3789 #endif
3790            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
3791           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end))
3792 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3793               && ! bl->nonneg
3794 #endif
3795               ))
3796         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
3797                                               threshold, insn_count);
3798       else
3799         {
3800           if (loop_dump_stream)
3801             {
3802               fprintf (loop_dump_stream,
3803                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
3804                        bl->regno);
3805               fprintf (loop_dump_stream,
3806                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
3807                        regno_first_uid[bl->regno],
3808                        regno_last_uid[bl->regno]);
3809             }
3810         }
3811
3812       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
3813       combine_givs (bl);
3814
3815       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
3816          biv have been strength reduced.
3817          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
3818       all_reduced = 1;
3819
3820       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
3821          it.  Skip giv's combined with others.  */
3822       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3823         {
3824           struct induction *tv;
3825
3826           if (v->ignore || v->same)
3827             continue;
3828
3829           benefit = v->benefit;
3830
3831           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
3832              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
3833              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
3834              will often be marked non-replaceable because of the duplication
3835              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
3836              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
3837              a cost.  Similar situations exist.  */
3838           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
3839              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
3840              be necessary.  */
3841           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
3842               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
3843             benefit -= copy_cost;
3844
3845           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
3846              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
3847           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
3848
3849           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
3850              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
3851              This decision can be made independently for each giv.  */
3852
3853           /* ??? Perhaps attempt to guess whether autoincrement will handle
3854              some of the new add insns; if so, can increase BENEFIT
3855              (undo the subtraction of add_cost that was done above).  */
3856
3857           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
3858              flag, and clear all_reduced.  */
3859
3860           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
3861              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
3862              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
3863              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
3864              exit.  */
3865
3866           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
3867               && ! bl->reversed)
3868             {
3869               if (loop_dump_stream)
3870                 fprintf (loop_dump_stream,
3871                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
3872                          INSN_UID (v->insn),
3873                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
3874               v->ignore = 1;
3875               all_reduced = 0;
3876             }
3877           else
3878             {
3879               /* Check that we can increment the reduced giv without a
3880                  multiply insn.  If not, reject it.  */
3881
3882               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3883                 if (tv->mult_val == const1_rtx
3884                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
3885                   {
3886                     if (loop_dump_stream)
3887                       fprintf (loop_dump_stream,
3888                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
3889                                INSN_UID (v->insn));
3890                     v->ignore = 1;
3891                     all_reduced = 0;
3892                     break;
3893                   }
3894             }
3895         }
3896
3897       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
3898
3899       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3900         {
3901           struct induction *tv;
3902           if (! v->ignore && v->same == 0)
3903             {
3904               int auto_inc_opt = 0;
3905
3906               v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
3907
3908 #ifdef AUTO_INC_DEC
3909               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
3910                  this is an address giv, then try to put the increment
3911                  immediately after its use, so that flow can create an
3912                  auto-increment addressing mode.  */
3913               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
3914                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
3915                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
3916                      does not have a valid INSN_LUID.  */
3917                   && ! bl->reversed
3918                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple)
3919                 {
3920                   /* If other giv's have been combined with this one, then
3921                      this will work only if all uses of the other giv's occur
3922                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
3923
3924                      We simplify this by looking for the common case where
3925                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
3926                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
3927                      the increment occurs after the address giv, then we can
3928                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
3929                      would have to go before other_giv, and we would not be
3930                      able to combine it with the address giv to get an
3931                      auto-inc address.)  */
3932                   if (v->combined_with)
3933                     {
3934                       struct induction *other_giv = 0;
3935
3936                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
3937                         if (tv->same == v)
3938                           {
3939                             if (other_giv)
3940                               break;
3941                             else
3942                               other_giv = tv;
3943                           }
3944                       if (! tv && other_giv
3945                           && (regno_last_uid[REGNO (other_giv->dest_reg)]
3946                               == INSN_UID (v->insn))
3947                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
3948                         auto_inc_opt = 1;
3949                     }
3950                   /* Check for case where increment is before the the address
3951                      giv.  */
3952                   else if (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))
3953                     auto_inc_opt = -1;
3954                   else
3955                     auto_inc_opt = 1;
3956
3957 #ifdef HAVE_cc0
3958                   {
3959                     rtx prev;
3960
3961                     /* We can't put an insn immediately after one setting
3962                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
3963                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
3964                         || (auto_inc_opt == -1
3965                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
3966                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
3967                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
3968                       auto_inc_opt = 0;
3969                   }
3970 #endif
3971
3972                   if (auto_inc_opt)
3973                     v->auto_inc_opt = 1;
3974                 }
3975 #endif
3976
3977               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
3978                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
3979               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3980                 {
3981                   rtx insert_before;
3982
3983                   if (! auto_inc_opt)
3984                     insert_before = tv->insn;
3985                   else if (auto_inc_opt == 1)
3986                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
3987                   else
3988                     insert_before = v->insn;
3989
3990                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
3991                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
3992                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
3993                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
3994                     /* A multiply is acceptable here
3995                        since this is presumed to be seldom executed.  */
3996                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
3997                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
3998                 }
3999
4000               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4001
4002               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4003                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4004             }
4005         }
4006
4007       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4008          as not reduced.
4009          
4010          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4011          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4012          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".
4013
4014          Also check for givs whose first use is their definition and whose
4015          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4016          dead and should not be used to eliminate a biv.  */
4017       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4018         {
4019           if (v->same && v->same->ignore)
4020             v->ignore = 1;
4021
4022           if (v->ignore)
4023             continue;
4024
4025           if (v->giv_type == DEST_REG
4026               && regno_first_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v->insn))
4027             {
4028               struct induction *v1;
4029
4030               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4031                 if (regno_last_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v1->insn))
4032                   v->maybe_dead = 1;
4033             }
4034
4035           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4036              replaced.  */
4037           if (v->same)
4038             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4039                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4040
4041           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4042             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4043                this giv.  */
4044             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4045           else if (v->replaceable)
4046             {
4047               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4048
4049 #if 0
4050               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4051                  this is unnecessary now?  */
4052
4053               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4054                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4055
4056                  However, especially when unrolling loops, the special
4057                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4058                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4059                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4060                  We can not delete the original insn, since it may be part
4061                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4062                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4063               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4064                                v->insn);
4065 #endif
4066             }
4067           else
4068             {
4069               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4070                  the reduced giv, same as above.  */
4071               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4072                                v->insn);
4073             }
4074
4075           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4076              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4077              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4078              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4079              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4080           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4081             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4082                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4083           else if (v->final_value)
4084             {
4085               rtx insert_before;
4086
4087               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4088                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4089                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4090                  since this is slightly more efficient.  */
4091               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4092                 insert_before = loop_start;
4093               else
4094                 insert_before = end_insert_before;
4095               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4096                                 insert_before);
4097
4098 #if 0
4099               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4100                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4101                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4102                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4103                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4104                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4105                  matter that the original insn remains because it is dead
4106                  anyways.  */
4107               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4108                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4109               delete_insn (v->insn);
4110 #endif
4111             }
4112
4113           if (loop_dump_stream)
4114             {
4115               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4116                        INSN_UID (v->insn));
4117               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4118               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4119             }
4120         }
4121
4122       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4123          merit it.  */
4124
4125       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4126          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4127          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4128          combined with.
4129
4130          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4131          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4132          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4133          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4134          used from the simpler giv.  */
4135
4136       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4137         if (! v->maybe_dead && v->same)
4138           v->same->maybe_dead = 0;
4139
4140       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4141          This won't work if ! all_reduced,
4142          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4143
4144          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
4145          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
4146          be used as a biv replacement.  
4147
4148          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4149          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4150          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
4151          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4152          replace it with a compare with a constant will fail.
4153
4154          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4155          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4156          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4157
4158       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
4159           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
4160                                   threshold, insn_count))
4161
4162         {
4163           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4164              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4165              we might want to rewrite it also.  This way some later
4166              pass has more hope of removing the initialization of this
4167              biv entirely.  */
4168
4169           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4170              and we must emit an insn to set it just in case.
4171
4172              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
4173              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
4174              proper final value for such a biv here anyways.  */
4175           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
4176             {
4177               rtx insert_before;
4178
4179               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4180                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4181                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
4182                  loop, since this is slightly more efficient.  */
4183               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4184                 insert_before = loop_start;
4185               else
4186                 insert_before = end_insert_before;
4187
4188               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
4189                                 end_insert_before);
4190             }
4191
4192 #if 0
4193           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
4194              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
4195              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
4196           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
4197              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
4198              will only succeed when there are multiple exits if the biv
4199              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
4200              insn remains, because it is dead anyways.  */
4201           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
4202             delete_insn (v->insn);
4203 #endif
4204
4205           if (loop_dump_stream)
4206             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
4207                      bl->regno);
4208         }
4209     }
4210
4211   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
4212      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
4213
4214   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
4215     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4216         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4217       {
4218         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
4219         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
4220         INSN_CODE (p) = -1;
4221       }
4222
4223   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
4224      induction variable information that strength_reduce has already
4225      collected.  */
4226   
4227   if (flag_unroll_loops)
4228     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 1);
4229
4230   if (loop_dump_stream)
4231     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4232 }
4233 \f
4234 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
4235    compared against in an initial test).
4236
4237    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
4238    the current insn and the start of the loop.
4239
4240    INSN is the insn containing X.  */
4241
4242 static int
4243 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
4244      rtx x;
4245      rtx insn;
4246      int call_seen;
4247      rtx loop_start;
4248 {
4249   if (CONSTANT_P (x))
4250     return 1;
4251
4252   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
4253      we know.  */
4254   if (GET_CODE (x) != REG
4255       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
4256     return 0;
4257
4258   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
4259      some machines, don't use any hard registers at all.  */
4260   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
4261       && (
4262 #ifdef SMALL_REGISTER_CLASSES
4263           SMALL_REGISTER_CLASSES
4264 #else
4265           0
4266 #endif
4267             || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen))
4268       )
4269     return 0;
4270
4271   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
4272      loop.  */
4273   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
4274     return 0;
4275
4276   return 1;
4277 }
4278 \f
4279 /* Scan X for memory refs and check each memory address
4280    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
4281    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
4282    every loop iteration.  */
4283
4284 static void
4285 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
4286      rtx x;
4287      rtx insn;
4288      int not_every_iteration;
4289      rtx loop_start, loop_end;
4290 {
4291   register int i, j;
4292   register enum rtx_code code;
4293   register char *fmt;
4294
4295   if (x == 0)
4296     return;
4297
4298   code = GET_CODE (x);
4299   switch (code)
4300     {
4301     case REG:
4302     case CONST_INT:
4303     case CONST:
4304     case CONST_DOUBLE:
4305     case SYMBOL_REF:
4306     case LABEL_REF:
4307     case PC:
4308     case CC0:
4309     case ADDR_VEC:
4310     case ADDR_DIFF_VEC:
4311     case USE:
4312     case CLOBBER:
4313       return;
4314
4315     case MEM:
4316       {
4317         rtx src_reg;
4318         rtx add_val;
4319         rtx mult_val;
4320         int benefit;
4321
4322         benefit = general_induction_var (XEXP (x, 0),
4323                                          &src_reg, &add_val, &mult_val);
4324
4325         /* Don't make a DEST_ADDR giv with mult_val == 1 && add_val == 0.
4326            Such a giv isn't useful.  */
4327         if (benefit > 0 && (mult_val != const1_rtx || add_val != const0_rtx))
4328           {
4329             /* Found one; record it.  */
4330             struct induction *v
4331               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
4332
4333             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
4334                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
4335                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
4336
4337             v->mem_mode = GET_MODE (x);
4338           }
4339         return;
4340       }
4341     }
4342
4343   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
4344
4345   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4346   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4347     if (fmt[i] == 'e')
4348       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
4349                      loop_end);
4350     else if (fmt[i] == 'E')
4351       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4352         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
4353                        loop_start, loop_end);
4354 }
4355 \f
4356 /* Fill in the data about one biv update.
4357    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
4358    allocated by the caller, with alloca.)
4359    INSN is the insn that sets it.
4360    DEST_REG is the biv's reg.
4361
4362    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
4363    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
4364    being set to INC_VAL.
4365
4366    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
4367    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
4368    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
4369    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
4370    executed exactly once per iteration.  */
4371
4372 static void
4373 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val,
4374             not_every_iteration, maybe_multiple)
4375      struct induction *v;
4376      rtx insn;
4377      rtx dest_reg;
4378      rtx inc_val;
4379      rtx mult_val;
4380      int not_every_iteration;
4381      int maybe_multiple;
4382 {
4383   struct iv_class *bl;
4384
4385   v->insn = insn;
4386   v->src_reg = dest_reg;
4387   v->dest_reg = dest_reg;
4388   v->mult_val = mult_val;
4389   v->add_val = inc_val;
4390   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
4391   v->always_computable = ! not_every_iteration;
4392   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4393   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
4394
4395   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
4396      if this is the first incrementation of the reg.  */
4397
4398   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
4399   if (bl == 0)
4400     {
4401       /* Create and initialize new iv_class.  */
4402
4403       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
4404
4405       bl->regno = REGNO (dest_reg);
4406       bl->biv = 0;
4407       bl->giv = 0;
4408       bl->biv_count = 0;
4409       bl->giv_count = 0;
4410
4411       /* Set initial value to the reg itself.  */
4412       bl->initial_value = dest_reg;
4413       /* We haven't seen the initializing insn yet */
4414       bl->init_insn = 0;
4415       bl->init_set = 0;
4416       bl->initial_test = 0;
4417       bl->incremented = 0;
4418       bl->eliminable = 0;
4419       bl->nonneg = 0;
4420       bl->reversed = 0;
4421       bl->total_benefit = 0;
4422
4423       /* Add this class to loop_iv_list.  */
4424       bl->next = loop_iv_list;
4425       loop_iv_list = bl;
4426
4427       /* Put it in the array of biv register classes.  */
4428       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
4429     }
4430
4431   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
4432   v->next_iv = bl->biv;
4433   bl->biv = v;
4434   bl->biv_count++;
4435   if (mult_val == const1_rtx)
4436     bl->incremented = 1;
4437
4438   if (loop_dump_stream)
4439     {
4440       fprintf (loop_dump_stream,
4441                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
4442                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4443       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
4444         fprintf (loop_dump_stream, " const = %d\n",
4445                  INTVAL (inc_val));
4446       else
4447         {
4448           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
4449           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
4450           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4451         }
4452     }
4453 }
4454 \f
4455 /* Fill in the data about one giv.
4456    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
4457    allocated by the caller, with alloca.)
4458    INSN is the insn that sets it.
4459    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
4460    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
4461    into a register or is used as a memory address.
4462
4463    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
4464    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
4465    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
4466    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
4467
4468 static void
4469 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4470             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
4471      struct induction *v;
4472      rtx insn;
4473      rtx src_reg;
4474      rtx dest_reg;
4475      rtx mult_val, add_val;
4476      int benefit;
4477      enum g_types type;
4478      int not_every_iteration;
4479      rtx *location;
4480      rtx loop_start, loop_end;
4481 {
4482   struct induction *b;
4483   struct iv_class *bl;
4484   rtx set = single_set (insn);
4485   rtx p;
4486
4487   v->insn = insn;
4488   v->src_reg = src_reg;
4489   v->giv_type = type;
4490   v->dest_reg = dest_reg;
4491   v->mult_val = mult_val;
4492   v->add_val = add_val;
4493   v->benefit = benefit;
4494   v->location = location;
4495   v->cant_derive = 0;
4496   v->combined_with = 0;
4497   v->maybe_multiple = 0;
4498   v->maybe_dead = 0;
4499   v->derive_adjustment = 0;
4500   v->same = 0;
4501   v->ignore = 0;
4502   v->new_reg = 0;
4503   v->final_value = 0;
4504   v->same_insn = 0;
4505   v->auto_inc_opt = 0;
4506
4507   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
4508      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
4509      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
4510      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
4511      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
4512      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
4513      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
4514
4515   if (type == DEST_ADDR)
4516     v->always_computable = 1;
4517   else
4518     v->always_computable = ! not_every_iteration;
4519
4520   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4521
4522   if (type == DEST_ADDR)
4523     {
4524       v->mode = GET_MODE (*location);
4525       v->lifetime = 1;
4526       v->times_used = 1;
4527     }
4528   else /* type == DEST_REG */
4529     {
4530       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
4531
4532       v->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]]
4533                      - uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]]);
4534
4535       v->times_used = n_times_used[REGNO (dest_reg)];
4536
4537       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
4538          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
4539          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4540       if (v->lifetime == 0)
4541         v->ignore = 1;
4542
4543       reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
4544       reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
4545     }
4546
4547   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
4548
4549   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
4550   if (bl)
4551     {
4552       v->next_iv = bl->giv;
4553       bl->giv = v;
4554       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
4555          insns that calculate givs.  */
4556       if (type == DEST_REG)
4557         bl->giv_count++;
4558       bl->total_benefit += benefit;
4559     }
4560   else
4561     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
4562     abort ();
4563
4564   if (type == DEST_ADDR)
4565     v->replaceable = 1;
4566   else
4567     {
4568       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4569          of the following conditions are true:
4570          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4571            on which the giv is used at all
4572            (there are two ways to deduce this:
4573             either the insn is executed on every iteration,
4574             or all uses follow that insn in the same basic block),
4575          - the giv is not used outside the loop
4576          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4577
4578       if (regno_first_uid[REGNO (dest_reg)] == INSN_UID (insn)
4579           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
4580           && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]] < INSN_LUID (loop_end)
4581           && (! not_every_iteration
4582               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
4583         {
4584           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
4585              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
4586
4587           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
4588              and last use of the giv.
4589              
4590              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
4591              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
4592              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
4593              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
4594              useful as a biv, because it is used in two different loops.
4595              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
4596              using this biv anyways.  */
4597
4598           v->replaceable = 1;
4599           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4600             {
4601               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
4602                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4603                        >= uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]])
4604                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4605                           <= uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]])))
4606                 {
4607                   v->replaceable = 0;
4608                   v->not_replaceable = 1;
4609                   break;
4610                 }
4611             }
4612
4613           /* If there are any backwards branches that go from after the
4614              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
4615           if (v->replaceable)
4616             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4617               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
4618                 {
4619                   v->replaceable = 0;
4620                   v->not_replaceable = 1;
4621                   break;
4622                 }
4623         }
4624       else
4625         {
4626           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
4627              decide.  */
4628           v->replaceable = 0;
4629           v->not_replaceable = 0;
4630         }
4631     }
4632
4633   if (loop_dump_stream)
4634     {
4635       if (type == DEST_REG)
4636         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
4637                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4638       else
4639         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
4640                  INSN_UID (insn));
4641
4642       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
4643                REGNO (src_reg), v->benefit);
4644       fprintf (loop_dump_stream, " used %d lifetime %d",
4645                v->times_used, v->lifetime);
4646
4647       if (v->replaceable)
4648         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
4649
4650       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
4651         fprintf (loop_dump_stream, " mult %d",
4652                  INTVAL (mult_val));
4653       else
4654         {
4655           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
4656           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
4657         }
4658
4659       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
4660         fprintf (loop_dump_stream, " add %d",
4661                  INTVAL (add_val));
4662       else
4663         {
4664           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
4665           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
4666         }
4667     }
4668
4669   if (loop_dump_stream)
4670     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4671
4672 }
4673
4674
4675 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
4676    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
4677    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
4678    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
4679    have been identified.  */
4680
4681 static void
4682 check_final_value (v, loop_start, loop_end)
4683      struct induction *v;
4684      rtx loop_start, loop_end;
4685 {
4686   struct iv_class *bl;
4687   rtx final_value = 0;
4688
4689   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
4690
4691   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
4692      replaceable above in record_giv.  */
4693
4694   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4695      of the following conditions are true:
4696      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4697        on which the giv is used at all
4698        (there are two ways to deduce this:
4699         either the insn is executed on every iteration,
4700         or all uses follow that insn in the same basic block),
4701      - its final value can be calculated (this condition is different
4702        than the one above in record_giv)
4703      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4704
4705 #if 0
4706   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
4707   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
4708   v->replaceable = 0;
4709 #endif
4710
4711   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end))
4712       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
4713     {
4714       int biv_increment_seen = 0;
4715       rtx p = v->insn;
4716       rtx last_giv_use;
4717
4718       v->replaceable = 1;
4719
4720       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
4721          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
4722          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
4723          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
4724
4725       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
4726          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
4727          that sets the giv, and search around the loop until we come
4728          back to that insn again.
4729
4730          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
4731          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
4732          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
4733          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
4734          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
4735          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
4736          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
4737
4738       last_giv_use = v->insn;
4739
4740       while (1)
4741         {
4742           p = NEXT_INSN (p);
4743           if (p == loop_end)
4744             p = NEXT_INSN (loop_start);
4745           if (p == v->insn)
4746             break;
4747
4748           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4749               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4750             {
4751               if (biv_increment_seen)
4752                 {
4753                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4754                     {
4755                       v->replaceable = 0;
4756                       v->not_replaceable = 1;
4757                       break;
4758                     }
4759                 }
4760               else if (GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
4761                        && SET_DEST (PATTERN (p)) == v->src_reg)
4762                 biv_increment_seen = 1;
4763               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4764                 last_giv_use = p;
4765             }
4766         }
4767       
4768       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
4769          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
4770          replaceable.  */
4771
4772       if (v->replaceable)
4773         {
4774           p = v->insn;
4775           while (1)
4776             {
4777               p = NEXT_INSN (p);
4778               if (p == loop_end)
4779                 p = NEXT_INSN (loop_start);
4780               if (p == last_giv_use)
4781                 break;
4782
4783               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
4784                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
4785                   && ((INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop)
4786                       || (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
4787                       || (INSN_UID (last_giv_use) >= max_uid_for_loop)
4788                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (v->insn)
4789                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start))
4790                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (last_giv_use)
4791                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end))))
4792                 {
4793                   v->replaceable = 0;
4794                   v->not_replaceable = 1;
4795
4796                   if (loop_dump_stream)
4797                     fprintf (loop_dump_stream,
4798                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
4799
4800                   break;
4801                 }
4802             }
4803         }
4804
4805       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
4806       if (v->replaceable)
4807         v->final_value = final_value;
4808     }
4809
4810   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
4811     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
4812              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
4813 }
4814 \f
4815 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
4816
4817    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
4818    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
4819    another giv.
4820
4821    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
4822    derive another giv once a label has been passed.
4823
4824    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
4825
4826 static void
4827 update_giv_derive (p)
4828      rtx p;
4829 {
4830   struct iv_class *bl;
4831   struct induction *biv, *giv;
4832   rtx tem;
4833   int dummy;
4834
4835   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
4836
4837      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
4838      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
4839      derive any givs after a label is passed.
4840
4841      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
4842      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
4843      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
4844      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
4845      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
4846      sub-cases within this case.
4847
4848      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
4849      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
4850      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
4851      this extra tracking doesn't seem worth it).
4852
4853      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
4854      executed multiple times.  We are actually only concerned about
4855      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
4856      on the jump again here.
4857
4858      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
4859      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
4860      the giv cannot derive further givs.  */
4861
4862   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4863     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
4864       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4865           || biv->insn == p)
4866         {
4867           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
4868             {
4869               /* If cant_derive is already true, there is no point in
4870                  checking all of these conditions again.  */
4871               if (giv->cant_derive)
4872                 continue;
4873
4874               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
4875                  it cannot derive anything.  */
4876               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
4877                 giv->cant_derive = 1;
4878
4879               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
4880                  they are really invariants.  Also skip those that are
4881                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
4882                  any biv update.  */
4883               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
4884                 continue;
4885
4886               /* The only way we can allow this giv to derive another
4887                  is if this is a biv increment and we can form the product
4888                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
4889                  be able to compute a compensation.  */
4890               else if (biv->insn == p)
4891                 {
4892                   tem = 0;
4893
4894                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
4895                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, giv->mode,
4896                                                       biv->add_val,
4897                                                       giv->mult_val),
4898                                              &dummy);
4899
4900                   if (tem && giv->derive_adjustment)
4901                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, giv->mode, tem,
4902                                                       giv->derive_adjustment),
4903                                              &dummy);
4904                   if (tem)
4905                     giv->derive_adjustment = tem;
4906                   else
4907                     giv->cant_derive = 1;
4908                 }
4909               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
4910                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
4911                 giv->cant_derive = 1;
4912             }
4913         }
4914 }
4915 \f
4916 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
4917    X is the source of insn P, or a part of it.
4918    MODE is the mode in which X should be interpreted.
4919
4920    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
4921    We accept patterns of these forms:
4922      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
4923      REG = INVARIANT + REG
4924
4925    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
4926    and store the additive term into *INC_VAL.
4927
4928    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
4929    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
4930
4931    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
4932    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
4933    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
4934    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
4935    into the variable.
4936
4937    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
4938    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
4939    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
4940    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
4941
4942    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
4943    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
4944    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
4945    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since 
4946    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
4947    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
4948    not ZERO_EXTEND.
4949
4950    If we cannot find a biv, we return 0.  */
4951
4952 static int
4953 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val)
4954      register rtx x;
4955      enum machine_mode mode;
4956      rtx p;
4957      rtx dest_reg;
4958      rtx *inc_val;
4959      rtx *mult_val;
4960 {
4961   register enum rtx_code code;
4962   rtx arg;
4963   rtx insn, set = 0;
4964
4965   code = GET_CODE (x);
4966   switch (code)
4967     {
4968     case PLUS:
4969       if (XEXP (x, 0) == dest_reg
4970           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
4971               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
4972               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
4973         arg = XEXP (x, 1);
4974       else if (XEXP (x, 1) == dest_reg
4975                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
4976                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
4977                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
4978         arg = XEXP (x, 0);
4979       else
4980         return 0;
4981
4982       if (invariant_p (arg) != 1)
4983         return 0;
4984
4985       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
4986       *mult_val = const1_rtx;
4987       return 1;
4988
4989     case SUBREG:
4990       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
4991          value.  */
4992       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
4993         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
4994                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val);
4995       return 0;
4996
4997     case REG:
4998       /* If this register is assigned in the previous insn, look at its
4999          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5000
5001       for (insn = PREV_INSN (p);
5002            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5003             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5004            insn = PREV_INSN (insn))
5005         ;
5006
5007       if (insn)
5008         set = single_set (insn);
5009
5010       if (set != 0
5011           && (SET_DEST (set) == x
5012               || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5013                   && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5014                       <= UNITS_PER_WORD)
5015                   && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x)))
5016         return basic_induction_var (SET_SRC (set),
5017                                     (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5018                                      ? GET_MODE (x)
5019                                      : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5020                                     dest_reg, insn,
5021                                     inc_val, mult_val);
5022       /* ... fall through ...  */
5023
5024       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5025          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5026          as a biv of the outer loop,
5027          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5028     case MEM:
5029       if (invariant_p (x) != 1)
5030         return 0;
5031     case CONST_INT:
5032     case SYMBOL_REF:
5033     case CONST:
5034       if (loops_enclosed == 1)
5035         {
5036           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5037           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5038           *mult_val = const0_rtx;
5039           return 1;
5040         }
5041       else
5042         return 0;
5043
5044     case SIGN_EXTEND:
5045       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5046                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val);
5047     case ASHIFTRT:
5048       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5049       for (insn = PREV_INSN (p);
5050            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5051             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5052            insn = PREV_INSN (insn))
5053         ;
5054
5055       if (insn)
5056         set = single_set (insn);
5057
5058       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5059           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5060           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5061           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5062           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5063         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
5064                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5065                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val);
5066       return 0;
5067
5068     default:
5069       return 0;
5070     }
5071 }
5072 \f
5073 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
5074    function   of a basic induction variable,
5075    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
5076    The coefficients can be any loop invariant quantity.
5077    A giv need not be computed directly from the biv;
5078    it can be computed by way of other givs.  */
5079
5080 /* Determine whether X computes a giv.
5081    If it does, return a nonzero value
5082      which is the benefit from eliminating the computation of X;
5083    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
5084    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
5085      such that the value of X is biv * mult + add;  */
5086
5087 static int
5088 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val)
5089      rtx x;
5090      rtx *src_reg;
5091      rtx *add_val;
5092      rtx *mult_val;
5093 {
5094   rtx orig_x = x;
5095   int benefit = 0;
5096   char *storage;
5097
5098   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
5099   if (invariant_p (x) == 1)
5100     return 0;
5101
5102   /* See if the expression could be a giv and get its form.
5103      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
5104   storage = (char *) oballoc (0);
5105   x = simplify_giv_expr (x, &benefit);
5106   if (x == 0)
5107     {
5108       obfree (storage);
5109       return 0;
5110     }
5111
5112   switch (GET_CODE (x))
5113     {
5114     case USE:
5115     case CONST_INT:
5116       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
5117          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
5118          with.  */
5119       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
5120       *mult_val = const0_rtx;
5121       *add_val = x;
5122       break;
5123
5124     case REG:
5125       /* This is equivalent to a BIV.  */
5126       *src_reg = x;
5127       *mult_val = const1_rtx;
5128       *add_val = const0_rtx;
5129       break;
5130
5131     case PLUS:
5132       /* Either (plus (biv) (invar)) or
5133          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
5134       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
5135         {
5136           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
5137           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
5138         }
5139       else
5140         {
5141           *src_reg = XEXP (x, 0);
5142           *mult_val = const1_rtx;
5143         }
5144       *add_val = XEXP (x, 1);
5145       break;
5146
5147     case MULT:
5148       /* ADD_VAL is zero.  */
5149       *src_reg = XEXP (x, 0);
5150       *mult_val = XEXP (x, 1);
5151       *add_val = const0_rtx;
5152       break;
5153
5154     default:
5155       abort ();
5156     }
5157
5158   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
5159      unless they are CONST_INT).  */
5160   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
5161     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
5162   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
5163     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
5164
5165   benefit += rtx_cost (orig_x, SET);
5166
5167   /* Always return some benefit if this is a giv so it will be detected
5168      as such.  This allows elimination of bivs that might otherwise
5169      not be eliminated.  */
5170   return benefit == 0 ? 1 : benefit;
5171 }
5172 \f
5173 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
5174    We will canonicalize it to be of the form
5175         (plus (mult (BIV) (invar_1))
5176               (invar_2))
5177    with possible degeneracies.
5178
5179    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
5180    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
5181    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
5182    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
5183
5184    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
5185    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
5186    returns 0.
5187
5188    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
5189    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
5190
5191    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
5192
5193 static rtx
5194 simplify_giv_expr (x, benefit)
5195      rtx x;
5196      int *benefit;
5197 {
5198   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
5199   rtx arg0, arg1;
5200   rtx tem;
5201
5202   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
5203      mode, this can't be a giv.  */
5204   if (mode != VOIDmode
5205       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
5206           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5207     return 0;
5208
5209   switch (GET_CODE (x))
5210     {
5211     case PLUS:
5212       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
5213       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
5214       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5215         return 0;
5216
5217       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5218       if ((GET_CODE (arg0) == USE
5219            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5220           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5221         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5222
5223       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
5224       if (arg1 == const0_rtx)
5225         return arg0;
5226       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
5227         switch (GET_CODE (arg0))
5228           {
5229           case CONST_INT:
5230           case USE:
5231             /* Both invariant.  Only valid if sum is machine operand.
5232                First strip off possible USE on first operand.  */
5233             if (GET_CODE (arg0) == USE)
5234               arg0 = XEXP (arg0, 0);
5235
5236             tem = 0;
5237             if (CONSTANT_P (arg0) && GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
5238               {
5239                 tem = plus_constant (arg0, INTVAL (arg1));
5240                 if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
5241                   tem = gen_rtx (USE, mode, tem);
5242               }
5243
5244             return tem;
5245
5246           case REG:
5247           case MULT:
5248             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
5249             return gen_rtx (PLUS, mode, arg0, arg1);
5250
5251           case PLUS:
5252             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
5253             return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5254                                                XEXP (arg0, 0),
5255                                                gen_rtx (PLUS, mode,
5256                                                         XEXP (arg0, 1), arg1)),
5257                                       benefit);
5258
5259           default:
5260             abort ();
5261           }
5262
5263       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
5264          MULT to reduce cases.  */
5265       if (GET_CODE (arg0) == REG)
5266         arg0 = gen_rtx (MULT, mode, arg0, const1_rtx);
5267       if (GET_CODE (arg1) == REG)
5268         arg1 = gen_rtx (MULT, mode, arg1, const1_rtx);
5269
5270       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5271          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5272          Recurse to associate the second PLUS.  */
5273       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
5274         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5275
5276       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
5277           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5278                                              gen_rtx (PLUS, mode,
5279                                                       arg0, XEXP (arg1, 0)),
5280                                              XEXP (arg1, 1)),
5281                                     benefit);
5282
5283       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
5284       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
5285         abort ();
5286
5287       if (XEXP (arg0, 0) != XEXP (arg1, 0))
5288         return 0;
5289
5290       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5291                                          XEXP (arg0, 0),
5292                                          gen_rtx (PLUS, mode,
5293                                                   XEXP (arg0, 1),
5294                                                   XEXP (arg1, 1))),
5295                                 benefit);
5296
5297     case MINUS:
5298       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
5299       return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5300                                          XEXP (x, 0),
5301                                          gen_rtx (MULT, mode,
5302                                                   XEXP (x, 1), constm1_rtx)),
5303                                 benefit);
5304
5305     case MULT:
5306       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
5307       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
5308       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5309         return 0;
5310
5311       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5312       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5313           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5314         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5315
5316       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
5317       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5318         return 0;
5319
5320       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
5321       if (arg1 == const0_rtx)
5322         return const0_rtx;
5323
5324       else if (arg1 == const1_rtx)
5325         return arg0;
5326
5327       switch (GET_CODE (arg0))
5328         {
5329         case REG:
5330           /* biv * invar.  Done.  */
5331           return gen_rtx (MULT, mode, arg0, arg1);
5332
5333         case CONST_INT:
5334           /* Product of two constants.  */
5335           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
5336
5337         case USE:
5338           /* invar * invar.  Not giv.  */
5339           return 0;
5340
5341         case MULT:
5342           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
5343           return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5344                                              XEXP (arg0, 0),
5345                                              gen_rtx (MULT, mode,
5346                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
5347                                     benefit);
5348
5349         case PLUS:
5350           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
5351           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5352                                              gen_rtx (MULT, mode,
5353                                                       XEXP (arg0, 0), arg1),
5354                                              gen_rtx (MULT, mode,
5355                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
5356                                     benefit);
5357
5358         default:
5359           abort ();
5360         }
5361
5362     case ASHIFT:
5363       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
5364       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
5365         return 0;
5366
5367       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5368                                          XEXP (x, 0),
5369                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
5370                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
5371                                 benefit);
5372
5373     case NEG:
5374       /* "-a" is "a * (-1)" */
5375       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
5376                                 benefit);
5377
5378     case NOT:
5379       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
5380       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MINUS, mode,
5381                                          gen_rtx (NEG, mode, XEXP (x, 0)),
5382                                          const1_rtx),
5383                                 benefit);
5384
5385     case USE:
5386       /* Already in proper form for invariant.  */
5387       return x;
5388
5389     case REG:
5390       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
5391       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5392         return 0;
5393
5394       /* Check for biv or giv.  */
5395       switch (reg_iv_type[REGNO (x)])
5396         {
5397         case BASIC_INDUCT:
5398           return x;
5399         case GENERAL_INDUCT:
5400           {
5401             struct induction *v = reg_iv_info[REGNO (x)];
5402
5403             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
5404                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
5405             *benefit += v->benefit;
5406             if (v->cant_derive)
5407               return 0;
5408
5409             tem = gen_rtx (PLUS, mode, gen_rtx (MULT, mode,
5410                                                 v->src_reg, v->mult_val),
5411                            v->add_val);
5412             if (v->derive_adjustment)
5413               tem = gen_rtx (MINUS, mode, tem, v->derive_adjustment);
5414             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
5415           }
5416         }
5417
5418       /* Fall through to general case.  */
5419     default:
5420       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
5421          Otherwise, not giv.  */
5422       if (GET_CODE (x) == USE)
5423         x = XEXP (x, 0);
5424
5425       if (invariant_p (x) == 1)
5426         {
5427           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
5428             return x;
5429           else
5430             return gen_rtx (USE, mode, x);
5431         }
5432       else
5433         return 0;
5434     }
5435 }
5436 \f
5437 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
5438    for example,
5439       giv = biv * M
5440       giv = giv + A
5441    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
5442    we check that all other insns that set the same register follow
5443    immediately after P, that they alter nothing else,
5444    and that the result of the last is still a giv.
5445
5446    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
5447    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
5448    all the consecutive insns that compute the value.
5449
5450    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
5451    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
5452
5453    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
5454    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
5455
5456 static int
5457 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
5458                  add_val, mult_val)
5459      int first_benefit;
5460      rtx p;
5461      rtx src_reg;
5462      rtx dest_reg;
5463      rtx *add_val;
5464      rtx *mult_val;
5465 {
5466   int count;
5467   enum rtx_code code;
5468   int benefit;
5469   rtx temp;
5470   rtx set;
5471
5472   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
5473      each insn of the multi-insn sequence. 
5474
5475      This induction structure will be used only by the call to
5476      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
5477      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
5478      a new induction structure.  */
5479   struct induction *v
5480     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
5481   v->src_reg = src_reg;
5482   v->mult_val = *mult_val;
5483   v->add_val = *add_val;
5484   v->benefit = first_benefit;
5485   v->cant_derive = 0;
5486   v->derive_adjustment = 0;
5487
5488   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
5489   reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
5490
5491   count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
5492
5493   while (count > 0)
5494     {
5495       p = NEXT_INSN (p);
5496       code = GET_CODE (p);
5497
5498       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
5499       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
5500         p = XEXP (temp, 0);
5501
5502       if (code == INSN
5503           && (set = single_set (p))
5504           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5505           && SET_DEST (set) == dest_reg
5506           && ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
5507                                                 add_val, mult_val))
5508               /* Giv created by equivalent expression.  */
5509               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
5510                   && (benefit = general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
5511                                                        add_val, mult_val))))
5512           && src_reg == v->src_reg)
5513         {
5514           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
5515             benefit += libcall_benefit (p);
5516
5517           count--;
5518           v->mult_val = *mult_val;
5519           v->add_val = *add_val;
5520           v->benefit = benefit;
5521         }
5522       else if (code != NOTE)
5523         {
5524           /* Allow insns that set something other than this giv to a
5525              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
5526              include long constants and should not disqualify a giv.  */
5527           if (code == INSN
5528               && (set = single_set (p))
5529               && SET_DEST (set) != dest_reg
5530               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
5531             continue;
5532
5533           reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = UNKNOWN_INDUCT;
5534           return 0;
5535         }
5536     }
5537
5538   return v->benefit;
5539 }
5540 \f
5541 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
5542    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
5543    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
5544
5545    To perform the computation, we note that
5546         G1 = a * v + b          and
5547         G2 = c * v + d
5548    where `v' is the biv.
5549
5550    So G2 = (c/a) * G1 + (d - b*c/a)  */
5551
5552 #ifdef ADDRESS_COST
5553 static rtx
5554 express_from (g1, g2)
5555      struct induction *g1, *g2;
5556 {
5557   rtx mult, add;
5558
5559   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
5560      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
5561      for notation) is also an integer.  */
5562   if (GET_CODE (g1->mult_val) != CONST_INT
5563       || GET_CODE (g2->mult_val) != CONST_INT
5564       || GET_CODE (g1->add_val) != CONST_INT
5565       || g1->mult_val == const0_rtx
5566       || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
5567     return 0;
5568
5569   mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
5570   add = plus_constant (g2->add_val, - INTVAL (g1->add_val) * INTVAL (mult));
5571
5572   /* Form simplified final result.  */
5573   if (mult == const0_rtx)
5574     return add;
5575   else if (mult == const1_rtx)
5576     mult = g1->dest_reg;
5577   else
5578     mult = gen_rtx (MULT, g2->mode, g1->dest_reg, mult);
5579
5580   if (add == const0_rtx)
5581     return mult;
5582   else
5583     return gen_rtx (PLUS, g2->mode, mult, add);
5584 }
5585 #endif
5586 \f
5587 /* Return 1 if giv G2 can be combined with G1.  This means that G2 can use
5588    (either directly or via an address expression) a register used to represent
5589    G1.  Set g2->new_reg to a represtation of G1 (normally just
5590    g1->dest_reg).  */
5591
5592 static int
5593 combine_givs_p (g1, g2)
5594      struct induction *g1, *g2;
5595 {
5596   rtx tem;
5597
5598   /* If these givs are identical, they can be combined.  */
5599   if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val)
5600       && rtx_equal_p (g1->add_val, g2->add_val))
5601     {
5602       g2->new_reg = g1->dest_reg;
5603       return 1;
5604     }
5605
5606 #ifdef ADDRESS_COST
5607   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
5608      as an address and no more expensive than using a register for G2,
5609      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
5610   if (g2->giv_type == DEST_ADDR
5611       && (tem = express_from (g1, g2)) != 0
5612       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
5613       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location))
5614     {
5615       g2->new_reg = tem;
5616       return 1;
5617     }
5618 #endif
5619
5620   return 0;
5621 }
5622 \f
5623 #ifdef GIV_SORT_CRITERION
5624 /* Compare two givs and sort the most desirable one for combinations first.
5625    This is used only in one qsort call below.  */
5626
5627 static int
5628 giv_sort (x, y)
5629      struct induction **x, **y;
5630 {
5631   GIV_SORT_CRITERION (*x, *y);
5632
5633   return 0;
5634 }
5635 #endif
5636
5637 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
5638    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
5639    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
5640    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
5641
5642 static void
5643 combine_givs (bl)
5644      struct iv_class *bl;
5645 {
5646   struct induction *g1, *g2, **giv_array, *temp_iv;
5647   int i, j, giv_count, pass;
5648
5649   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
5650   giv_count = 0;
5651   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
5652     giv_count++;
5653
5654   giv_array
5655     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
5656   i = 0;
5657   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
5658     giv_array[i++] = g1;
5659
5660 #ifdef GIV_SORT_CRITERION
5661   /* Sort the givs if GIV_SORT_CRITERION is defined.
5662      This is usually defined for processors which lack
5663      negative register offsets so more givs may be combined.  */
5664
5665   if (loop_dump_stream)
5666     fprintf (loop_dump_stream, "%d givs counted, sorting...\n", giv_count);
5667
5668   qsort (giv_array, giv_count, sizeof (struct induction *), giv_sort);
5669 #endif
5670
5671   for (i = 0; i < giv_count; i++)
5672     {
5673       g1 = giv_array[i];
5674       for (pass = 0; pass <= 1; pass++)
5675         for (j = 0; j < giv_count; j++)
5676           {
5677             g2 = giv_array[j];
5678             if (g1 != g2
5679                 /* First try to combine with replaceable givs, then all givs.  */
5680                 && (g1->replaceable || pass == 1)
5681                 /* If either has already been combined or is to be ignored, can't
5682                    combine.  */
5683                 && ! g1->ignore && ! g2->ignore && ! g1->same && ! g2->same
5684                 /* If something has been based on G2, G2 cannot itself be based
5685                    on something else.  */
5686                 && ! g2->combined_with
5687                 && combine_givs_p (g1, g2))
5688               {
5689                 /* g2->new_reg set by `combine_givs_p'  */
5690                 g2->same = g1;
5691                 g1->combined_with = 1;
5692
5693                 /* If one of these givs is a DEST_REG that was only used
5694                    once, by the other giv, this is actually a single use.
5695                    The DEST_REG has the correct cost, while the other giv
5696                    counts the REG use too often.  */
5697                 if (g2->giv_type == DEST_REG
5698                     && n_times_used[REGNO (g2->dest_reg)] == 1
5699                     && reg_mentioned_p (g2->dest_reg, PATTERN (g1->insn)))
5700                   g1->benefit = g2->benefit;
5701                 else if (g1->giv_type != DEST_REG
5702                          || n_times_used[REGNO (g1->dest_reg)] != 1
5703                          || ! reg_mentioned_p (g1->dest_reg,
5704                                                PATTERN (g2->insn)))
5705                   {
5706                     g1->benefit += g2->benefit;
5707                     g1->times_used += g2->times_used;
5708                   }
5709                 /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
5710                    of finding replaceable giv's, and hence this code may no
5711                    longer be necessary.  */
5712                 if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
5713                   g1->benefit -= copy_cost;
5714                 g1->lifetime += g2->lifetime;
5715                 
5716                 if (loop_dump_stream)
5717                   fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d combined with giv at %d\n",
5718                            INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
5719               }
5720           }
5721     }
5722 }
5723 \f
5724 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
5725
5726 void
5727 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
5728      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
5729      rtx m;          /* multiplicative constant */
5730      rtx a;          /* additive constant */
5731      rtx reg;        /* destination register */
5732      rtx insert_before;
5733 {
5734   rtx seq;
5735   rtx result;
5736
5737   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
5738   a = copy_rtx (a);
5739   b = copy_rtx (b);
5740
5741   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
5742   update_reg_last_use (a, insert_before);
5743   update_reg_last_use (b, insert_before);
5744   update_reg_last_use (m, insert_before);
5745
5746   start_sequence ();
5747   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
5748   if (reg != result)
5749     emit_move_insn (reg, result);
5750   seq = gen_sequence ();
5751   end_sequence ();
5752
5753   emit_insn_before (seq, insert_before);
5754 }
5755 \f
5756 /* Test whether A * B can be computed without
5757    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
5758
5759 static int
5760 product_cheap_p (a, b)
5761      rtx a;
5762      rtx b;
5763 {
5764   int i;
5765   rtx tmp;
5766   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
5767   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
5768   int win = 1;
5769
5770   /* If only one is constant, make it B.  */
5771   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5772     tmp = a, a = b, b = tmp;
5773
5774   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
5775   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5776     return 1;
5777
5778   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
5779   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
5780     return 0;
5781
5782   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
5783      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
5784      of insns is generated.  */
5785
5786   rtl_obstack = &temp_obstack;
5787   start_sequence ();
5788   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
5789   tmp = gen_sequence ();
5790   end_sequence ();
5791
5792   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
5793     {
5794       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
5795         win = 1;
5796       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
5797         win = 0;
5798       else
5799         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
5800           {
5801             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
5802
5803             if (GET_CODE (insn) != INSN
5804                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
5805                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
5806                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
5807                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
5808                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
5809               {
5810                 win = 0;
5811                 break;
5812               }
5813           }
5814     }
5815   else if (GET_CODE (tmp) == SET
5816            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
5817     win = 0;
5818   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
5819            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
5820            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
5821     win = 0;
5822
5823   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
5824      allocation to its normal obstack.  */
5825   obstack_free (&temp_obstack, storage);
5826   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
5827
5828   return win;
5829 }
5830 \f
5831 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
5832    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
5833    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
5834    to see if the optimization can be performed.
5835    Value is nonzero if optimization was performed.  */
5836
5837 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
5838    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
5839    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
5840    faster than one that increments from zero.  */
5841
5842 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
5843    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
5844    final_[bg]iv_value.  */
5845
5846 static int
5847 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start)
5848      rtx loop_end;
5849      int insn_count;
5850      rtx loop_start;
5851 {
5852   struct iv_class *bl;
5853   rtx reg;
5854   rtx jump_label;
5855   rtx final_value;
5856   rtx start_value;
5857   rtx new_add_val;
5858   rtx comparison;
5859   rtx before_comparison;
5860   rtx p;
5861
5862   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
5863      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
5864
5865   comparison = get_condition_for_loop (PREV_INSN (loop_end));
5866   if (comparison == 0)
5867     return 0;
5868
5869   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
5870      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
5871      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
5872      used between its update and the test insn.  */
5873
5874   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5875     {
5876       if (bl->biv_count == 1
5877           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
5878           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
5879                                    PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
5880         break;
5881     }
5882
5883   if (! bl)
5884     return 0;
5885
5886   /* Look for the case where the basic induction variable is always
5887      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
5888      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
5889      m68k DBRA instruction to be used.  */
5890
5891   if (((GET_CODE (comparison) == GT
5892         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
5893         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
5894        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
5895       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
5896       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
5897     {
5898       /* Initial value must be greater than 0,
5899          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
5900          the last iteration */
5901
5902       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
5903           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
5904           && (INTVAL (bl->initial_value) %
5905               (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
5906         {
5907           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
5908           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5909             = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
5910                        REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5911           bl->nonneg = 1;
5912
5913           return 1;
5914         }
5915
5916       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
5917          the loop, then we can safely optimize.  */
5918       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
5919         {
5920           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
5921             break;
5922           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
5923             continue;
5924
5925           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
5926           if (before_comparison
5927               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
5928               && GET_CODE (before_comparison) == LT
5929               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
5930               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
5931               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
5932             {
5933               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5934                 = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
5935                            REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5936               bl->nonneg = 1;
5937
5938               return 1;
5939             }
5940         }
5941     }
5942   else if (num_mem_sets <= 1)
5943     {
5944       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
5945       /* Can do this if:
5946          all registers modified are induction variables or invariant,
5947          all memory references have non-overlapping addresses
5948          (obviously true if only one write)
5949          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
5950       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
5951          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
5952          reversed.  We meet this condition by requiring that either
5953          no_use_except_counting is true, or else that there is only
5954          one biv.  */
5955       int num_nonfixed_reads = 0;
5956       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
5957       int no_use_except_counting = 0;
5958       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
5959          which is reversible.  */
5960       int reversible_mem_store = 1;
5961
5962       for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5963         if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5964           num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
5965
5966       if (bl->giv_count == 0
5967           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5968         {
5969           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
5970
5971           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
5972              fall through at the end of the the loop, then
5973              see if perhaps there are no uses except to count.  */
5974           no_use_except_counting = 1;
5975           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5976             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5977               {
5978                 rtx set = single_set (p);
5979
5980                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5981                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
5982                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
5983                   ;
5984                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
5985                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
5986                   /* Don't bother about the end test.  */
5987                   ;
5988                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
5989                   /* Any other use of the biv is no good.  */
5990                   {
5991                     no_use_except_counting = 0;
5992                     break;
5993                   }
5994               }
5995         }
5996
5997       /* If the loop has a single store, and the destination address is
5998          invariant, then we can't reverse the loop, because this address
5999          might then have the wrong value at loop exit.
6000          This would work if the source was invariant also, however, in that
6001          case, the insn should have been moved out of the loop.  */
6002
6003       if (num_mem_sets == 1)
6004         reversible_mem_store
6005           = (! unknown_address_altered
6006              && ! invariant_p (XEXP (loop_store_mems[0], 0)));
6007
6008       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
6009          the memory address check by only reversing loops with
6010          zero or one memory access.
6011          Two memory accesses could involve parts of the same array,
6012          and that can't be reversed.  */
6013
6014       if (num_nonfixed_reads <= 1
6015           && !loop_has_call
6016           && !loop_has_volatile
6017           && reversible_mem_store
6018           && (no_use_except_counting
6019               || ((bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
6020                    + num_movables + 2 == insn_count)
6021                   && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))))
6022         {
6023           rtx tem;
6024
6025           /* Loop can be reversed.  */
6026           if (loop_dump_stream)
6027             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
6028
6029           /* Now check other conditions:
6030              initial_value must be zero,
6031              final_value % add_val == 0, so that when reversed, the
6032              biv will be zero on the last iteration.
6033
6034              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
6035              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
6036              confusing.  */
6037
6038           if (comparison && bl->initial_value == const0_rtx
6039               && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
6040               /* LE gets turned into LT */
6041               && GET_CODE (comparison) == LT
6042               && (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
6043                   % INTVAL (bl->biv->add_val)) == 0)
6044             {
6045               /* Register will always be nonnegative, with value
6046                  0 on last iteration if loop reversed */
6047
6048               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
6049               reg = bl->biv->dest_reg;
6050               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
6051               if (jump_label == pc_rtx)
6052                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
6053               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
6054
6055               final_value = XEXP (comparison, 1);
6056               start_value = GEN_INT (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
6057                                      - INTVAL (bl->biv->add_val));
6058
6059               /* Initialize biv to start_value before loop start.
6060                  The old initializing insn will be deleted as a
6061                  dead store by flow.c.  */
6062               emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value), loop_start);
6063
6064               /* Add insn to decrement register, and delete insn
6065                  that incremented the register.  */
6066               p = emit_insn_before (gen_add2_insn (reg, new_add_val),
6067                                     bl->biv->insn);
6068               delete_insn (bl->biv->insn);
6069                       
6070               /* Update biv info to reflect its new status.  */
6071               bl->biv->insn = p;
6072               bl->initial_value = start_value;
6073               bl->biv->add_val = new_add_val;
6074
6075               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
6076                  not delete the label.  */
6077               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
6078
6079               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
6080                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
6081               if ((regno_last_uid[bl->regno]
6082                    != INSN_UID (PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
6083                   || ! bl->init_insn
6084                   || regno_first_uid[bl->regno] != INSN_UID (bl->init_insn))
6085                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
6086                                  loop_end);
6087
6088               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
6089               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
6090               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
6091
6092               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
6093               start_sequence ();
6094               emit_cmp_insn (reg, const0_rtx, GE, NULL_RTX,
6095                              GET_MODE (reg), 0, 0);
6096               emit_jump_insn (gen_bge (XEXP (jump_label, 0)));
6097               tem = gen_sequence ();
6098               end_sequence ();
6099               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
6100
6101               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
6102                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN; tem = PREV_INSN (tem))
6103                 ;
6104               if (tem)
6105                 {
6106                   JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
6107
6108                   /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
6109                   /* Register is now always nonnegative,
6110                      so add REG_NONNEG note to the branch.  */
6111                   REG_NOTES (tem) = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
6112                                              REG_NOTES (tem));
6113                 }
6114
6115               bl->nonneg = 1;
6116
6117               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
6118                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
6119                  will have to be fixed up.  */
6120
6121               bl->reversed = 1;
6122
6123               if (loop_dump_stream)
6124                 fprintf (loop_dump_stream,
6125                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
6126
6127               return 1;
6128             }
6129         }
6130     }
6131
6132   return 0;
6133 }
6134 \f
6135 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
6136    based on the insns in the loop that refer to it.
6137    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
6138
6139    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
6140
6141    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
6142    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
6143    start of the loop.  */
6144
6145 static int
6146 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
6147      struct iv_class *bl;
6148      rtx loop_start;
6149      rtx end;
6150      int eliminate_p;
6151      int threshold, insn_count;
6152 {
6153   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
6154   rtx p;
6155
6156   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
6157      biv in a way that we cannot eliminate.  */
6158
6159   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
6160     {
6161       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
6162       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
6163
6164       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
6165           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
6166           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
6167         {
6168           if (loop_dump_stream)
6169             fprintf (loop_dump_stream,
6170                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
6171                      bl->regno, INSN_UID (p));
6172           break;
6173         }
6174     }
6175
6176   if (p == end)
6177     {
6178       if (loop_dump_stream)
6179         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
6180                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
6181       return 1;
6182     }
6183
6184   return 0;
6185 }
6186 \f
6187 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
6188    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
6189
6190    If BIV does not appear in X, return 1.
6191
6192    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
6193    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
6194    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
6195    the loop.  */
6196
6197 static int
6198 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
6199      rtx x, insn;
6200      struct iv_class *bl;
6201      int eliminate_p;
6202      rtx where;
6203 {
6204   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
6205   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
6206   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
6207   struct induction *v;
6208   rtx arg, new, tem;
6209   int arg_operand;
6210   char *fmt;
6211   int i, j;
6212
6213   switch (code)
6214     {
6215     case REG:
6216       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
6217          we can't eliminate it.  */
6218       if (x == reg)
6219         return 0;
6220       return 1;
6221
6222     case SET:
6223       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
6224       if (SET_DEST (x) == reg)
6225         return 1;
6226
6227       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
6228          it will go away when the giv is reduced.  */
6229       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6230         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
6231           return 1;
6232
6233 #ifdef HAVE_cc0
6234       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
6235         {
6236           /* Can replace with any giv that was reduced and
6237              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
6238              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
6239              ??? We disable this optimization to avoid potential
6240              overflows.  */
6241
6242           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6243             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
6244                 && v->add_val == const0_rtx
6245                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6246                 && v->mode == mode
6247                 && 0)
6248               {
6249                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6250                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6251                    insn, then we must adjust the value used here.
6252                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6253                 if (v->auto_inc_opt
6254                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6255                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6256                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6257                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6258                   continue;
6259
6260                 if (! eliminate_p)
6261                   return 1;
6262
6263                 /* If the giv has the opposite direction of change,
6264                    then reverse the comparison.  */
6265                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
6266                   new = gen_rtx (COMPARE, GET_MODE (v->new_reg),
6267                                  const0_rtx, v->new_reg);
6268                 else
6269                   new = v->new_reg;
6270
6271                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
6272                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
6273                   return 1;
6274               }
6275
6276           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
6277              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
6278              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
6279              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
6280              overflow problem.  */
6281
6282           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6283             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
6284                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6285                 && v->mode == mode
6286                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
6287                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
6288                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
6289                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
6290                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
6291               {
6292                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6293                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6294                    insn, then we must adjust the value used here.
6295                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6296                 if (v->auto_inc_opt
6297                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6298                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6299                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6300                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6301                   continue;
6302
6303                 if (! eliminate_p)
6304                   return 1;
6305
6306                 /* If the giv has the opposite direction of change,
6307                    then reverse the comparison.  */
6308                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
6309                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
6310                                  v->new_reg);
6311                 else
6312                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, v->new_reg,
6313                                  copy_rtx (v->add_val));
6314
6315                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
6316                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
6317                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
6318                   return 1;
6319
6320                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
6321                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
6322                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
6323
6324                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
6325                                   where);
6326
6327                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)),
6328                                      gen_rtx (COMPARE, VOIDmode,
6329                                               v->new_reg, tem), 0))
6330                   return 1;
6331               }
6332         }
6333 #endif
6334       break;
6335
6336     case COMPARE:
6337     case EQ:  case NE:
6338     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
6339     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
6340       /* See if either argument is the biv.  */
6341       if (XEXP (x, 0) == reg)
6342         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
6343       else if (XEXP (x, 1) == reg)
6344         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
6345       else
6346         break;
6347
6348       if (CONSTANT_P (arg))
6349         {
6350           /* First try to replace with any giv that has constant positive
6351              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
6352              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
6353
6354           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6355             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
6356                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
6357                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
6358                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
6359                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
6360                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
6361                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6362                 && v->mode == mode)
6363               {
6364                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6365                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6366                    insn, then we must adjust the value used here.
6367                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6368                 if (v->auto_inc_opt
6369                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6370                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6371                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6372                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6373                   continue;
6374
6375                 if (! eliminate_p)
6376                   return 1;
6377
6378                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
6379                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
6380
6381                 /* If all constants are actually constant integers and
6382                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
6383                    do so.  */
6384                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
6385                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
6386                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
6387                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
6388                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
6389                                                  * INTVAL (v->mult_val)
6390                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
6391                   return 1;
6392
6393                 /* Otherwise, load it into a register.  */
6394                 tem = gen_reg_rtx (mode);
6395                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
6396                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
6397                   return 1;
6398
6399                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
6400                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
6401               }
6402           
6403           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
6404              Insert insns to calculate new compare value.  
6405              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
6406
6407           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6408             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
6409                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6410                 && v->mode == mode
6411                 && 0)
6412               {
6413                 rtx tem;
6414
6415                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6416                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6417                    insn, then we must adjust the value used here.
6418                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6419                 if (v->auto_inc_opt
6420                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6421                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6422                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6423                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6424                   continue;
6425
6426                 if (! eliminate_p)
6427                   return 1;
6428
6429                 tem = gen_reg_rtx (mode);
6430
6431                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
6432                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
6433                                  v->new_reg, 1);
6434
6435                 /* Compute value to compare against.  */
6436                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
6437                 /* Use it in this insn.  */
6438                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
6439                 if (apply_change_group ())
6440                   return 1;
6441               }
6442         }
6443       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
6444         {
6445           if (invariant_p (arg) == 1)
6446             {
6447               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
6448                  add_val. Insert insns to compute new compare value. 
6449                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
6450
6451               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6452                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
6453                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6454                     && v->mode == mode
6455                     && 0)
6456                   {
6457                     rtx tem;
6458
6459                     /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6460                        to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6461                        insn, then we must adjust the value used here.
6462                        This is rare, so we don't bother to do so.  */
6463                     if (v->auto_inc_opt
6464                         && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6465                              && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6466                             || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6467                                 && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6468                       continue;
6469
6470                     if (! eliminate_p)
6471                       return 1;
6472
6473                     tem = gen_reg_rtx (mode);
6474
6475                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
6476                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
6477                                      v->new_reg, 1);
6478
6479                     /* Compute value to compare against.  */
6480                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
6481                                       tem, where);
6482                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
6483                     if (apply_change_group ())
6484                       return 1;
6485                   }
6486             }
6487
6488           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
6489              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
6490              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
6491              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
6492              but that can generate poor code.
6493
6494              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
6495              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
6496              we might have to do a topological sort of the order in which
6497              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
6498              this sort of thing now.  */
6499
6500 #if 0
6501           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
6502           if (GET_CODE (arg) != REG
6503               || reg_iv_type[REGNO (arg)] != BASIC_INDUCT)
6504             return 0;
6505
6506           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
6507              with identical coefficients.  */
6508           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6509             {
6510               struct induction *tv;
6511
6512               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
6513                 continue;
6514
6515               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
6516                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
6517                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
6518                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
6519                     && tv->mode == mode)
6520                   {
6521                     /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6522                        to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6523                        insn, then we must adjust the value used here.
6524                        This is rare, so we don't bother to do so.  */
6525                     if (v->auto_inc_opt
6526                         && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6527                              && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6528                             || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6529                                 && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6530                       continue;
6531
6532                     if (! eliminate_p)
6533                       return 1;
6534
6535                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
6536                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
6537                     /* Replace other operand with the other giv's
6538                        reduced reg.  */
6539                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
6540                     return 1;
6541                   }
6542             }
6543 #endif
6544         }
6545
6546       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
6547       return 0;
6548
6549     case MEM:
6550       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
6551          biv is used in it, since it will be replaced.  */
6552       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6553         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
6554           return 1;
6555       break;
6556     }
6557
6558   /* See if any subexpression fails elimination.  */
6559   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6560   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
6561     {
6562       switch (fmt[i])
6563         {
6564         case 'e':
6565           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl, 
6566                                        eliminate_p, where))
6567             return 0;
6568           break;
6569
6570         case 'E':
6571           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6572             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
6573                                          eliminate_p, where))
6574               return 0;
6575           break;
6576         }
6577     }
6578
6579   return 1;
6580 }  
6581 \f
6582 /* Return nonzero if the last use of REG
6583    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
6584
6585 static int
6586 last_use_this_basic_block (reg, insn)
6587      rtx reg;
6588      rtx insn;
6589 {
6590   rtx n;
6591   for (n = insn;
6592        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
6593        n = NEXT_INSN (n))
6594     {
6595       if (regno_last_uid[REGNO (reg)] == INSN_UID (n))
6596         return 1;
6597     }
6598   return 0;
6599 }
6600 \f
6601 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
6602    just record the location of the set and process it later.  */
6603
6604 static void
6605 record_initial (dest, set)
6606      rtx dest;
6607      rtx set;
6608 {
6609   struct iv_class *bl;
6610
6611   if (GET_CODE (dest) != REG
6612       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
6613       || reg_iv_type[REGNO (dest)] != BASIC_INDUCT)
6614     return;
6615
6616   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
6617
6618   /* If this is the first set found, record it.  */
6619   if (bl->init_insn == 0)
6620     {
6621       bl->init_insn = note_insn;
6622       bl->init_set = set;
6623     }
6624 }
6625 \f
6626 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
6627    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
6628    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
6629    use it.  */
6630
6631 static void
6632 update_reg_last_use (x, insn)
6633      rtx x;
6634      rtx insn;
6635 {
6636   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
6637      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
6638      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
6639      and hence this insn will never be the last use of x.  */
6640   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
6641       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
6642       && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (x)]] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
6643     regno_last_uid[REGNO (x)] = INSN_UID (insn);
6644   else
6645     {
6646       register int i, j;
6647       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6648       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6649         {
6650           if (fmt[i] == 'e')
6651             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
6652           else if (fmt[i] == 'E')
6653             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6654               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
6655         }
6656     }
6657 }
6658 \f
6659 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
6660    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
6661    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
6662    be returned.
6663
6664    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
6665    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
6666    of the condition is desired, it should be placed in front of that
6667    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
6668
6669    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
6670    callers.  Specifically:
6671
6672    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
6673    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
6674    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
6675    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
6676        for GE, GEU, and LEU.  */
6677
6678 rtx
6679 get_condition (jump, earliest)
6680      rtx jump;
6681      rtx *earliest;
6682 {
6683   enum rtx_code code;
6684   rtx prev = jump;
6685   rtx set;
6686   rtx tem;
6687   rtx op0, op1;
6688   int reverse_code = 0;
6689   int did_reverse_condition = 0;
6690
6691   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
6692   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
6693       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
6694     return 0;
6695
6696   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
6697   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
6698   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
6699
6700   if (earliest)
6701     *earliest = jump;
6702
6703   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
6704      the condition.  */
6705   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
6706       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
6707     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
6708
6709   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
6710      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
6711      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
6712      in cse.c  */
6713
6714   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
6715     {
6716       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
6717       rtx x = 0;
6718
6719 #ifdef HAVE_cc0
6720       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
6721          insn.  */
6722       if (op0 == cc0_rtx)
6723         {
6724           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6725               || GET_CODE (prev) != INSN
6726               || (set = single_set (prev)) == 0
6727               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
6728             return 0;
6729
6730           op0 = SET_SRC (set);
6731           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
6732           if (earliest)
6733             *earliest = prev;
6734         }
6735 #endif
6736
6737       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
6738       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
6739         {
6740           op1 = XEXP (op0, 1);
6741           op0 = XEXP (op0, 0);
6742           continue;
6743         }
6744       else if (GET_CODE (op0) != REG)
6745         break;
6746
6747       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
6748          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
6749          we don't want to bother dealing with it.  */
6750
6751       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6752           || GET_CODE (prev) != INSN
6753           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
6754           || (set = single_set (prev)) == 0)
6755         break;
6756
6757       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
6758          relevant.  */
6759       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
6760         {
6761           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
6762
6763           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
6764                || (((code == NE
6765                      || (code == LT
6766                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
6767                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
6768                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6769                          && (STORE_FLAG_VALUE
6770                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
6771                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
6772 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
6773                      || (code == LT
6774                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
6775                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
6776 #endif
6777                      ))
6778                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')))
6779             x = SET_SRC (set);
6780           else if (((code == EQ
6781                      || (code == GE
6782                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
6783                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6784                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
6785                          && (STORE_FLAG_VALUE
6786                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
6787                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
6788 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
6789                      || (code == GE
6790                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
6791                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
6792 #endif
6793                      ))
6794                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')
6795             {
6796               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
6797                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
6798                  have had to reverse the condition.  */
6799               did_reverse_condition ^= 1;
6800               reverse_code = 1;
6801               x = SET_SRC (set);
6802             }
6803           else
6804             break;
6805         }
6806
6807       else if (reg_set_p (op0, prev))
6808         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
6809         break;
6810
6811       if (x)
6812         {
6813           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
6814             code = GET_CODE (x);
6815           if (reverse_code)
6816             {
6817               code = reverse_condition (code);
6818               did_reverse_condition ^= 1;
6819               reverse_code = 0;
6820             }
6821
6822           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
6823           if (earliest)
6824             *earliest = prev;
6825         }
6826     }
6827
6828   /* If constant is first, put it last.  */
6829   if (CONSTANT_P (op0))
6830     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
6831
6832   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
6833      was really being compared, so fail.  */
6834   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
6835     return 0;
6836
6837   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
6838      if we can do computations in the relevant mode and we do not
6839      overflow.  */
6840
6841   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
6842       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
6843       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6844     {
6845       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
6846       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
6847       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
6848         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
6849
6850       switch (code)
6851         {
6852         case LE:
6853           if (const_val != max_val >> 1)
6854             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
6855           break;
6856
6857         case GE:
6858           if (const_val
6859               != (((HOST_WIDE_INT) 1
6860                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
6861             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
6862           break;
6863
6864         case LEU:
6865           if (uconst_val != max_val)
6866             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
6867           break;
6868
6869         case GEU:
6870           if (uconst_val != 0)
6871             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
6872           break;
6873         }
6874     }
6875
6876   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
6877      EQ or NE, return zero.  */
6878   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
6879       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
6880       && ! flag_fast_math
6881       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
6882     return 0;
6883
6884 #ifdef HAVE_cc0
6885   /* Never return CC0; return zero instead.  */
6886   if (op0 == cc0_rtx)
6887     return 0;
6888 #endif
6889
6890   return gen_rtx (code, VOIDmode, op0, op1);
6891 }
6892
6893 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
6894    unless both operands are invariants.  */
6895
6896 rtx
6897 get_condition_for_loop (x)
6898      rtx x;
6899 {
6900   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
6901
6902   if (comparison == 0
6903       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
6904       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
6905     return comparison;
6906
6907   return gen_rtx (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
6908                   XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
6909 }