OSDN Git Service

gcc/ChangeLog:
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995,
3    1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005
4    Free Software Foundation, Inc.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
21 02111-1307, USA.  */
22
23 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
24    It finds invariant computations within loops and moves them
25    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
26    general induction variables.
27
28    Basic induction variables (BIVs) are a pseudo registers which are set within
29    a loop only by incrementing or decrementing its value.  General induction
30    variables (GIVs) are pseudo registers with a value which is a linear function
31    of a basic induction variable.  BIVs are recognized by `basic_induction_var';
32    GIVs by `general_induction_var'.
33
34    Once induction variables are identified, strength reduction is applied to the
35    general induction variables, and induction variable elimination is applied to
36    the basic induction variables.
37
38    It also finds cases where
39    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
40    and changes these to zero the entire register once before the loop
41    and merely copy the low part within the loop.
42
43    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
44    while to do these things.  */
45
46 #include "config.h"
47 #include "system.h"
48 #include "coretypes.h"
49 #include "tm.h"
50 #include "rtl.h"
51 #include "tm_p.h"
52 #include "function.h"
53 #include "expr.h"
54 #include "hard-reg-set.h"
55 #include "basic-block.h"
56 #include "insn-config.h"
57 #include "regs.h"
58 #include "recog.h"
59 #include "flags.h"
60 #include "real.h"
61 #include "cselib.h"
62 #include "except.h"
63 #include "toplev.h"
64 #include "predict.h"
65 #include "insn-flags.h"
66 #include "optabs.h"
67 #include "cfgloop.h"
68 #include "ggc.h"
69
70 /* Get the loop info pointer of a loop.  */
71 #define LOOP_INFO(LOOP) ((struct loop_info *) (LOOP)->aux)
72
73 /* Get a pointer to the loop movables structure.  */
74 #define LOOP_MOVABLES(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->movables)
75
76 /* Get a pointer to the loop registers structure.  */
77 #define LOOP_REGS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->regs)
78
79 /* Get a pointer to the loop induction variables structure.  */
80 #define LOOP_IVS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->ivs)
81
82 /* Get the luid of an insn.  Catch the error of trying to reference the LUID
83    of an insn added during loop, since these don't have LUIDs.  */
84
85 #define INSN_LUID(INSN)                 \
86   (gcc_assert (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop), uid_luid[INSN_UID (INSN)])
87
88 #define REGNO_FIRST_LUID(REGNO)                 \
89   (REGNO_FIRST_UID (REGNO) < max_uid_for_loop   \
90         ? uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO)]     \
91         : 0)
92 #define REGNO_LAST_LUID(REGNO)                  \
93   (REGNO_LAST_UID (REGNO) < max_uid_for_loop    \
94         ? uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO)]      \
95         : INT_MAX)
96
97 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
98    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
99 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
100    value is a linear function of a biv.  */
101
102 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
103    Givs by `general_induction_var'.  */
104
105 /* An enum for the two different types of givs, those that are used
106    as memory addresses and those that are calculated into registers.  */
107 enum g_types
108 {
109   DEST_ADDR,
110   DEST_REG
111 };
112
113
114 /* A `struct induction' is created for every instruction that sets
115    an induction variable (either a biv or a giv).  */
116
117 struct induction
118 {
119   rtx insn;                     /* The insn that sets a biv or giv */
120   rtx new_reg;                  /* New register, containing strength reduced
121                                    version of this giv.  */
122   rtx src_reg;                  /* Biv from which this giv is computed.
123                                    (If this is a biv, then this is the biv.) */
124   enum g_types giv_type;        /* Indicate whether DEST_ADDR or DEST_REG */
125   rtx dest_reg;                 /* Destination register for insn: this is the
126                                    register which was the biv or giv.
127                                    For a biv, this equals src_reg.
128                                    For a DEST_ADDR type giv, this is 0.  */
129   rtx *location;                /* Place in the insn where this giv occurs.
130                                    If GIV_TYPE is DEST_REG, this is 0.  */
131                                 /* For a biv, this is the place where add_val
132                                    was found.  */
133   enum machine_mode mode;       /* The mode of this biv or giv */
134   rtx mem;                      /* For DEST_ADDR, the memory object.  */
135   rtx mult_val;                 /* Multiplicative factor for src_reg.  */
136   rtx add_val;                  /* Additive constant for that product.  */
137   int benefit;                  /* Gain from eliminating this insn.  */
138   rtx final_value;              /* If the giv is used outside the loop, and its
139                                    final value could be calculated, it is put
140                                    here, and the giv is made replaceable.  Set
141                                    the giv to this value before the loop.  */
142   unsigned combined_with;       /* The number of givs this giv has been
143                                    combined with.  If nonzero, this giv
144                                    cannot combine with any other giv.  */
145   unsigned replaceable : 1;     /* 1 if we can substitute the strength-reduced
146                                    variable for the original variable.
147                                    0 means they must be kept separate and the
148                                    new one must be copied into the old pseudo
149                                    reg each time the old one is set.  */
150   unsigned not_replaceable : 1; /* Used to prevent duplicating work.  This is
151                                    1 if we know that the giv definitely can
152                                    not be made replaceable, in which case we
153                                    don't bother checking the variable again
154                                    even if further info is available.
155                                    Both this and the above can be zero.  */
156   unsigned ignore : 1;          /* 1 prohibits further processing of giv */
157   unsigned always_computable : 1;/* 1 if this value is computable every
158                                     iteration.  */
159   unsigned always_executed : 1; /* 1 if this set occurs each iteration.  */
160   unsigned maybe_multiple : 1;  /* Only used for a biv and  1 if this biv
161                                    update may be done multiple times per
162                                    iteration.  */
163   unsigned cant_derive : 1;     /* For giv's, 1 if this giv cannot derive
164                                    another giv.  This occurs in many cases
165                                    where a giv's lifetime spans an update to
166                                    a biv.  */
167   unsigned maybe_dead : 1;      /* 1 if this giv might be dead.  In that case,
168                                    we won't use it to eliminate a biv, it
169                                    would probably lose.  */
170   unsigned auto_inc_opt : 1;    /* 1 if this giv had its increment output next
171                                    to it to try to form an auto-inc address.  */
172   unsigned shared : 1;
173   unsigned no_const_addval : 1; /* 1 if add_val does not contain a const.  */
174   int lifetime;                 /* Length of life of this giv */
175   rtx derive_adjustment;        /* If nonzero, is an adjustment to be
176                                    subtracted from add_val when this giv
177                                    derives another.  This occurs when the
178                                    giv spans a biv update by incrementation.  */
179   rtx ext_dependent;            /* If nonzero, is a sign or zero extension
180                                    if a biv on which this giv is dependent.  */
181   struct induction *next_iv;    /* For givs, links together all givs that are
182                                    based on the same biv.  For bivs, links
183                                    together all biv entries that refer to the
184                                    same biv register.  */
185   struct induction *same;       /* For givs, if the giv has been combined with
186                                    another giv, this points to the base giv.
187                                    The base giv will have COMBINED_WITH nonzero.
188                                    For bivs, if the biv has the same LOCATION
189                                    than another biv, this points to the base
190                                    biv.  */
191   struct induction *same_insn;  /* If there are multiple identical givs in
192                                    the same insn, then all but one have this
193                                    field set, and they all point to the giv
194                                    that doesn't have this field set.  */
195   rtx last_use;                 /* For a giv made from a biv increment, this is
196                                    a substitute for the lifetime information.  */
197 };
198
199
200 /* A `struct iv_class' is created for each biv.  */
201
202 struct iv_class
203 {
204   unsigned int regno;           /* Pseudo reg which is the biv.  */
205   int biv_count;                /* Number of insns setting this reg.  */
206   struct induction *biv;        /* List of all insns that set this reg.  */
207   int giv_count;                /* Number of DEST_REG givs computed from this
208                                    biv.  The resulting count is only used in
209                                    check_dbra_loop.  */
210   struct induction *giv;        /* List of all insns that compute a giv
211                                    from this reg.  */
212   int total_benefit;            /* Sum of BENEFITs of all those givs.  */
213   rtx initial_value;            /* Value of reg at loop start.  */
214   rtx initial_test;             /* Test performed on BIV before loop.  */
215   rtx final_value;              /* Value of reg at loop end, if known.  */
216   struct iv_class *next;        /* Links all class structures together.  */
217   rtx init_insn;                /* insn which initializes biv, 0 if none.  */
218   rtx init_set;                 /* SET of INIT_INSN, if any.  */
219   unsigned incremented : 1;     /* 1 if somewhere incremented/decremented */
220   unsigned eliminable : 1;      /* 1 if plausible candidate for
221                                    elimination.  */
222   unsigned nonneg : 1;          /* 1 if we added a REG_NONNEG note for
223                                    this.  */
224   unsigned reversed : 1;        /* 1 if we reversed the loop that this
225                                    biv controls.  */
226   unsigned all_reduced : 1;     /* 1 if all givs using this biv have
227                                    been reduced.  */
228 };
229
230
231 /* Definitions used by the basic induction variable discovery code.  */
232 enum iv_mode
233 {
234   UNKNOWN_INDUCT,
235   BASIC_INDUCT,
236   NOT_BASIC_INDUCT,
237   GENERAL_INDUCT
238 };
239
240
241 /* A `struct iv' is created for every register.  */
242
243 struct iv
244 {
245   enum iv_mode type;
246   union
247   {
248     struct iv_class *class;
249     struct induction *info;
250   } iv;
251 };
252
253
254 #define REG_IV_TYPE(ivs, n) ivs->regs[n].type
255 #define REG_IV_INFO(ivs, n) ivs->regs[n].iv.info
256 #define REG_IV_CLASS(ivs, n) ivs->regs[n].iv.class
257
258
259 struct loop_ivs
260 {
261   /* Indexed by register number, contains pointer to `struct
262      iv' if register is an induction variable.  */
263   struct iv *regs;
264
265   /* Size of regs array.  */
266   unsigned int n_regs;
267
268   /* The head of a list which links together (via the next field)
269      every iv class for the current loop.  */
270   struct iv_class *list;
271 };
272
273
274 typedef struct loop_mem_info
275 {
276   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
277   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
278   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
279 } loop_mem_info;
280
281
282
283 struct loop_reg
284 {
285   /* Number of times the reg is set during the loop being scanned.
286      During code motion, a negative value indicates a reg that has
287      been made a candidate; in particular -2 means that it is an
288      candidate that we know is equal to a constant and -1 means that
289      it is a candidate not known equal to a constant.  After code
290      motion, regs moved have 0 (which is accurate now) while the
291      failed candidates have the original number of times set.
292
293      Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
294      < 0 a conditionally invariant one.  */
295   int set_in_loop;
296
297   /* Original value of set_in_loop; same except that this value
298      is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
299      and not set to 0 for a reg that is moved.  */
300   int n_times_set;
301
302   /* Contains the insn in which a register was used if it was used
303      exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
304   rtx single_usage;
305
306   /* Nonzero indicates that the register cannot be moved or strength
307      reduced.  */
308   char may_not_optimize;
309
310   /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
311      This reduces the desire to move it out of another.  */
312   char moved_once;
313 };
314
315
316 struct loop_regs
317 {
318   int num;                      /* Number of regs used in table.  */
319   int size;                     /* Size of table.  */
320   struct loop_reg *array;       /* Register usage info. array.  */
321   int multiple_uses;            /* Nonzero if a reg has multiple uses.  */
322 };
323
324
325
326 struct loop_movables
327 {
328   /* Head of movable chain.  */
329   struct movable *head;
330   /* Last movable in chain.  */
331   struct movable *last;
332 };
333
334
335 /* Information pertaining to a loop.  */
336
337 struct loop_info
338 {
339   /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
340   int has_call;
341   /* Nonzero if there is a libcall in the current loop.  */
342   int has_libcall;
343   /* Nonzero if there is a non constant call in the current loop.  */
344   int has_nonconst_call;
345   /* Nonzero if there is a prefetch instruction in the current loop.  */
346   int has_prefetch;
347   /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
348      loop.  */
349   int has_volatile;
350   /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
351   int has_tablejump;
352   /* Nonzero if there are ways to leave the loop other than falling
353      off the end.  */
354   int has_multiple_exit_targets;
355   /* Nonzero if there is an indirect jump in the current function.  */
356   int has_indirect_jump;
357   /* Register or constant initial loop value.  */
358   rtx initial_value;
359   /* Register or constant value used for comparison test.  */
360   rtx comparison_value;
361   /* Register or constant approximate final value.  */
362   rtx final_value;
363   /* Register or constant initial loop value with term common to
364      final_value removed.  */
365   rtx initial_equiv_value;
366   /* Register or constant final loop value with term common to
367      initial_value removed.  */
368   rtx final_equiv_value;
369   /* Register corresponding to iteration variable.  */
370   rtx iteration_var;
371   /* Constant loop increment.  */
372   rtx increment;
373   enum rtx_code comparison_code;
374   /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number
375      could not be calculated.  Must be unsigned since the number of
376      iterations can be as high as 2^wordsize - 1.  For loops with a
377      wider iterator, this number will be zero if the number of loop
378      iterations is too large for an unsigned integer to hold.  */
379   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
380   int used_count_register;
381   /* The loop iterator induction variable.  */
382   struct iv_class *iv;
383   /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
384   rtx store_mems;
385   /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
386      cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
387      themselves.  In other words, if mems[i] is altered during
388      the loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to
389      it.  */
390   loop_mem_info *mems;
391   /* The index of the next available slot in MEMS.  */
392   int mems_idx;
393   /* The number of elements allocated in MEMS.  */
394   int mems_allocated;
395   /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current
396      loop.  This happens if the loop contains a call (in which case
397      `has_call' will also be set) or if we store into more than
398      NUM_STORES MEMs.  */
399   int unknown_address_altered;
400   /* The above doesn't count any readonly memory locations that are
401      stored.  This does.  */
402   int unknown_constant_address_altered;
403   /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
404   int num_mem_sets;
405   /* The insn where the first of these was found.  */
406   rtx first_loop_store_insn;
407   /* The chain of movable insns in loop.  */
408   struct loop_movables movables;
409   /* The registers used the in loop.  */
410   struct loop_regs regs;
411   /* The induction variable information in loop.  */
412   struct loop_ivs ivs;
413   /* Nonzero if call is in pre_header extended basic block.  */
414   int pre_header_has_call;
415 };
416
417 /* Not really meaningful values, but at least something.  */
418 #ifndef SIMULTANEOUS_PREFETCHES
419 #define SIMULTANEOUS_PREFETCHES 3
420 #endif
421 #ifndef PREFETCH_BLOCK
422 #define PREFETCH_BLOCK 32
423 #endif
424 #ifndef HAVE_prefetch
425 #define HAVE_prefetch 0
426 #define CODE_FOR_prefetch 0
427 #define gen_prefetch(a,b,c) (abort(), NULL_RTX)
428 #endif
429
430 /* Give up the prefetch optimizations once we exceed a given threshold.
431    It is unlikely that we would be able to optimize something in a loop
432    with so many detected prefetches.  */
433 #define MAX_PREFETCHES 100
434 /* The number of prefetch blocks that are beneficial to fetch at once before
435    a loop with a known (and low) iteration count.  */
436 #define PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX  6
437 /* For very tiny loops it is not worthwhile to prefetch even before the loop,
438    since it is likely that the data are already in the cache.  */
439 #define PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MIN  2
440
441 /* Parameterize some prefetch heuristics so they can be turned on and off
442    easily for performance testing on new architectures.  These can be
443    defined in target-dependent files.  */
444
445 /* Prefetch is worthwhile only when loads/stores are dense.  */
446 #ifndef PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM
447 #define PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM 1
448 #endif
449
450 /* Define what we mean by "dense" loads and stores; This value divided by 256
451    is the minimum percentage of memory references that worth prefetching.  */
452 #ifndef PREFETCH_DENSE_MEM
453 #define PREFETCH_DENSE_MEM 220
454 #endif
455
456 /* Do not prefetch for a loop whose iteration count is known to be low.  */
457 #ifndef PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT
458 #define PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT 1
459 #endif
460
461 /* Define what we mean by a "low" iteration count.  */
462 #ifndef PREFETCH_LOW_LOOPCNT
463 #define PREFETCH_LOW_LOOPCNT 32
464 #endif
465
466 /* Do not prefetch for a loop that contains a function call; such a loop is
467    probably not an internal loop.  */
468 #ifndef PREFETCH_NO_CALL
469 #define PREFETCH_NO_CALL 1
470 #endif
471
472 /* Do not prefetch accesses with an extreme stride.  */
473 #ifndef PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE
474 #define PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE 1
475 #endif
476
477 /* Define what we mean by an "extreme" stride.  */
478 #ifndef PREFETCH_EXTREME_STRIDE
479 #define PREFETCH_EXTREME_STRIDE 4096
480 #endif
481
482 /* Define a limit to how far apart indices can be and still be merged
483    into a single prefetch.  */
484 #ifndef PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE
485 #define PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE 4096
486 #endif
487
488 /* Issue prefetch instructions before the loop to fetch data to be used
489    in the first few loop iterations.  */
490 #ifndef PREFETCH_BEFORE_LOOP
491 #define PREFETCH_BEFORE_LOOP 1
492 #endif
493
494 /* Do not handle reversed order prefetches (negative stride).  */
495 #ifndef PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER
496 #define PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER 1
497 #endif
498
499 /* Prefetch even if the GIV is in conditional code.  */
500 #ifndef PREFETCH_CONDITIONAL
501 #define PREFETCH_CONDITIONAL 1
502 #endif
503
504 #define LOOP_REG_LIFETIME(LOOP, REGNO) \
505 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) - REGNO_FIRST_LUID (REGNO)))
506
507 #define LOOP_REG_GLOBAL_P(LOOP, REGNO) \
508 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) > INSN_LUID ((LOOP)->end) \
509  || REGNO_FIRST_LUID (REGNO) < INSN_LUID ((LOOP)->start)))
510
511 #define LOOP_REGNO_NREGS(REGNO, SET_DEST) \
512 ((REGNO) < FIRST_PSEUDO_REGISTER \
513  ? (int) hard_regno_nregs[(REGNO)][GET_MODE (SET_DEST)] : 1)
514
515
516 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
517    The luids are like uids but increase monotonically always.
518    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
519
520 static int *uid_luid;
521
522 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
523    number the insn is contained in.  */
524
525 static struct loop **uid_loop;
526
527 /* 1 + largest uid of any insn.  */
528
529 static int max_uid_for_loop;
530
531 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
532    next few tables.  */
533
534 static int max_loop_num;
535
536 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
537    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
538 static unsigned int max_reg_before_loop;
539
540 /* The value to pass to the next call of reg_scan_update.  */
541 static int loop_max_reg;
542 \f
543 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
544    is made to record all the movable insns found.
545    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
546
547 struct movable
548 {
549   rtx insn;                     /* A movable insn */
550   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
551   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
552   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
553                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
554   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
555                                    that must be moved with this one.  */
556   unsigned int regno;           /* The register it sets */
557   short lifetime;               /* lifetime of that register;
558                                    may be adjusted when matching movables
559                                    that load the same value are found.  */
560   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
561                                    including other movables that force this
562                                    or match this one.  */
563   ENUM_BITFIELD(machine_mode) savemode : 8;   /* Nonzero means it is a mode for
564                                    a low part that we should avoid changing when
565                                    clearing the rest of the reg.  */
566   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
567   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
568   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
569                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
570                    that the reg is live outside the range from where it is set
571                    to the following label.  */
572   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
573
574   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
575                                    In particular, moving it does not make it
576                                    invariant.  */
577   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
578                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
579   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
580                                     first insn of a consecutive sets group.  */
581   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
582   unsigned int insert_temp : 1;  /* 1 means we copy to a new pseudo and replace
583                                     the original insn with a copy from that
584                                     pseudo, rather than deleting it.  */
585   struct movable *match;        /* First entry for same value */
586   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
587   struct movable *next;
588 };
589
590
591 static FILE *loop_dump_stream;
592
593 /* Forward declarations.  */
594
595 static void invalidate_loops_containing_label (rtx);
596 static void find_and_verify_loops (rtx, struct loops *);
597 static void mark_loop_jump (rtx, struct loop *);
598 static void prescan_loop (struct loop *);
599 static int reg_in_basic_block_p (rtx, rtx);
600 static int consec_sets_invariant_p (const struct loop *, rtx, int, rtx);
601 static int labels_in_range_p (rtx, int);
602 static void count_one_set (struct loop_regs *, rtx, rtx, rtx *);
603 static void note_addr_stored (rtx, rtx, void *);
604 static void note_set_pseudo_multiple_uses (rtx, rtx, void *);
605 static int loop_reg_used_before_p (const struct loop *, rtx, rtx);
606 static rtx find_regs_nested (rtx, rtx);
607 static void scan_loop (struct loop*, int);
608 #if 0
609 static void replace_call_address (rtx, rtx, rtx);
610 #endif
611 static rtx skip_consec_insns (rtx, int);
612 static int libcall_benefit (rtx);
613 static rtx libcall_other_reg (rtx, rtx);
614 static void record_excess_regs (rtx, rtx, rtx *);
615 static void ignore_some_movables (struct loop_movables *);
616 static void force_movables (struct loop_movables *);
617 static void combine_movables (struct loop_movables *, struct loop_regs *);
618 static int num_unmoved_movables (const struct loop *);
619 static int regs_match_p (rtx, rtx, struct loop_movables *);
620 static int rtx_equal_for_loop_p (rtx, rtx, struct loop_movables *,
621                                  struct loop_regs *);
622 static void add_label_notes (rtx, rtx);
623 static void move_movables (struct loop *loop, struct loop_movables *, int,
624                            int);
625 static void loop_movables_add (struct loop_movables *, struct movable *);
626 static void loop_movables_free (struct loop_movables *);
627 static int count_nonfixed_reads (const struct loop *, rtx);
628 static void loop_bivs_find (struct loop *);
629 static void loop_bivs_init_find (struct loop *);
630 static void loop_bivs_check (struct loop *);
631 static void loop_givs_find (struct loop *);
632 static void loop_givs_check (struct loop *);
633 static int loop_biv_eliminable_p (struct loop *, struct iv_class *, int, int);
634 static int loop_giv_reduce_benefit (struct loop *, struct iv_class *,
635                                     struct induction *, rtx);
636 static void loop_givs_dead_check (struct loop *, struct iv_class *);
637 static void loop_givs_reduce (struct loop *, struct iv_class *);
638 static void loop_givs_rescan (struct loop *, struct iv_class *, rtx *);
639 static void loop_ivs_free (struct loop *);
640 static void strength_reduce (struct loop *, int);
641 static void find_single_use_in_loop (struct loop_regs *, rtx, rtx);
642 static int valid_initial_value_p (rtx, rtx, int, rtx);
643 static void find_mem_givs (const struct loop *, rtx, rtx, int, int);
644 static void record_biv (struct loop *, struct induction *, rtx, rtx, rtx,
645                         rtx, rtx *, int, int);
646 static void check_final_value (const struct loop *, struct induction *);
647 static void loop_ivs_dump (const struct loop *, FILE *, int);
648 static void loop_iv_class_dump (const struct iv_class *, FILE *, int);
649 static void loop_biv_dump (const struct induction *, FILE *, int);
650 static void loop_giv_dump (const struct induction *, FILE *, int);
651 static void record_giv (const struct loop *, struct induction *, rtx, rtx,
652                         rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, int,
653                         rtx *);
654 static void update_giv_derive (const struct loop *, rtx);
655 static HOST_WIDE_INT get_monotonic_increment (struct iv_class *);
656 static bool biased_biv_fits_mode_p (const struct loop *, struct iv_class *,
657                                     HOST_WIDE_INT, enum machine_mode,
658                                     unsigned HOST_WIDE_INT);
659 static bool biv_fits_mode_p (const struct loop *, struct iv_class *,
660                              HOST_WIDE_INT, enum machine_mode, bool);
661 static bool extension_within_bounds_p (const struct loop *, struct iv_class *,
662                                        HOST_WIDE_INT, rtx);
663 static void check_ext_dependent_givs (const struct loop *, struct iv_class *);
664 static int basic_induction_var (const struct loop *, rtx, enum machine_mode,
665                                 rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **);
666 static rtx simplify_giv_expr (const struct loop *, rtx, rtx *, int *);
667 static int general_induction_var (const struct loop *loop, rtx, rtx *, rtx *,
668                                   rtx *, rtx *, int, int *, enum machine_mode);
669 static int consec_sets_giv (const struct loop *, int, rtx, rtx, rtx, rtx *,
670                             rtx *, rtx *, rtx *);
671 static int check_dbra_loop (struct loop *, int);
672 static rtx express_from_1 (rtx, rtx, rtx);
673 static rtx combine_givs_p (struct induction *, struct induction *);
674 static int cmp_combine_givs_stats (const void *, const void *);
675 static void combine_givs (struct loop_regs *, struct iv_class *);
676 static int product_cheap_p (rtx, rtx);
677 static int maybe_eliminate_biv (const struct loop *, struct iv_class *, int,
678                                 int, int);
679 static int maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *, rtx, rtx,
680                                   struct iv_class *, int, basic_block, rtx);
681 static int last_use_this_basic_block (rtx, rtx);
682 static void record_initial (rtx, rtx, void *);
683 static void update_reg_last_use (rtx, rtx);
684 static rtx next_insn_in_loop (const struct loop *, rtx);
685 static void loop_regs_scan (const struct loop *, int);
686 static int count_insns_in_loop (const struct loop *);
687 static int find_mem_in_note_1 (rtx *, void *);
688 static rtx find_mem_in_note (rtx);
689 static void load_mems (const struct loop *);
690 static int insert_loop_mem (rtx *, void *);
691 static int replace_loop_mem (rtx *, void *);
692 static void replace_loop_mems (rtx, rtx, rtx, int);
693 static int replace_loop_reg (rtx *, void *);
694 static void replace_loop_regs (rtx insn, rtx, rtx);
695 static void note_reg_stored (rtx, rtx, void *);
696 static void try_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
697 static void try_swap_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
698 static rtx check_insn_for_givs (struct loop *, rtx, int, int);
699 static rtx check_insn_for_bivs (struct loop *, rtx, int, int);
700 static rtx gen_add_mult (rtx, rtx, rtx, rtx);
701 static void loop_regs_update (const struct loop *, rtx);
702 static int iv_add_mult_cost (rtx, rtx, rtx, rtx);
703 static int loop_invariant_p (const struct loop *, rtx);
704 static rtx loop_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
705 static void loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *, rtx, rtx, rtx,
706                                           rtx, basic_block, rtx);
707 static rtx loop_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
708                                   rtx, rtx);
709 static int loop_insn_first_p (rtx, rtx);
710 static rtx get_condition_for_loop (const struct loop *, rtx);
711 static void loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
712 static void loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
713 static rtx extend_value_for_giv (struct induction *, rtx);
714 static rtx loop_insn_sink (const struct loop *, rtx);
715
716 static rtx loop_insn_emit_after (const struct loop *, basic_block, rtx, rtx);
717 static rtx loop_call_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
718                                        rtx, rtx);
719 static rtx loop_call_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
720 static rtx loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *, rtx);
721
722 static void loop_dump_aux (const struct loop *, FILE *, int);
723 static void loop_delete_insns (rtx, rtx);
724 static HOST_WIDE_INT remove_constant_addition (rtx *);
725 static rtx gen_load_of_final_value (rtx, rtx);
726 void debug_ivs (const struct loop *);
727 void debug_iv_class (const struct iv_class *);
728 void debug_biv (const struct induction *);
729 void debug_giv (const struct induction *);
730 void debug_loop (const struct loop *);
731 void debug_loops (const struct loops *);
732
733 typedef struct loop_replace_args
734 {
735   rtx match;
736   rtx replacement;
737   rtx insn;
738 } loop_replace_args;
739
740 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
741 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
742   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
743    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
744    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
745
746 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
747 static int indirect_jump_in_function;
748 static int indirect_jump_in_function_p (rtx);
749
750 static int compute_luids (rtx, rtx, int);
751
752 static int biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *,
753                                              struct induction *, rtx);
754 \f
755 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
756    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
757 static int copy_cost;
758
759 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
760 static int reg_address_cost;
761
762 void
763 init_loop (void)
764 {
765   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
766
767   reg_address_cost = address_cost (reg, SImode);
768
769   copy_cost = COSTS_N_INSNS (1);
770 }
771 \f
772 /* Compute the mapping from uids to luids.
773    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
774    except that luids increase monotonically through the code.
775    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
776    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
777 static int
778 compute_luids (rtx start, rtx end, int prev_luid)
779 {
780   int i;
781   rtx insn;
782
783   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
784     {
785       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
786         continue;
787       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
788          luids between two insns is not affected by -g.  */
789       if (!NOTE_P (insn)
790           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
791         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
792       else
793         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
794         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
795     }
796   return i + 1;
797 }
798 \f
799 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
800    on the current function.  F is the first insn of the function
801    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
802    (or 0 if none should be output).  */
803
804 void
805 loop_optimize (rtx f, FILE *dumpfile, int flags)
806 {
807   rtx insn;
808   int i;
809   struct loops loops_data;
810   struct loops *loops = &loops_data;
811   struct loop_info *loops_info;
812
813   loop_dump_stream = dumpfile;
814
815   init_recog_no_volatile ();
816
817   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
818   loop_max_reg = max_reg_before_loop;
819
820   regs_may_share = 0;
821
822   /* Count the number of loops.  */
823
824   max_loop_num = 0;
825   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
826     {
827       if (NOTE_P (insn)
828           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
829         max_loop_num++;
830     }
831
832   /* Don't waste time if no loops.  */
833   if (max_loop_num == 0)
834     return;
835
836   loops->num = max_loop_num;
837
838   /* Get size to use for tables indexed by uids.
839      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
840   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
841
842   uid_luid = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (int));
843   uid_loop = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (struct loop *));
844
845   /* Allocate storage for array of loops.  */
846   loops->array = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop));
847
848   /* Find and process each loop.
849      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
850   find_and_verify_loops (f, loops);
851
852   /* Allocate and initialize auxiliary loop information.  */
853   loops_info = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop_info));
854   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
855     loops->array[i].aux = loops_info + i;
856
857   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
858      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
859      function.  */
860   reg_scan (f, max_reg_before_loop);
861
862   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
863      will have entries in the register tables.
864
865      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
866      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
867   init_alias_analysis ();
868
869   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
870      one more that the maximum uid of all insn.  */
871   gcc_assert (get_max_uid () <= max_uid_for_loop);
872   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
873   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
874
875   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it
876      might have rearranged code afterwards, so we need to recompute
877      the luids now.  */
878   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
879
880   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
881      deleted.  It is possible that the first or last insn
882      using some register has been deleted by cross-jumping.
883      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
884      points to the general area where that insn used to be.  */
885   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
886     {
887       uid_luid[0] = uid_luid[i];
888       if (uid_luid[0] != 0)
889         break;
890     }
891   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
892     if (uid_luid[i] == 0)
893       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
894
895   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
896      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
897   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
898
899   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
900      before outer ones.  */
901   for (i = max_loop_num - 1; i >= 0; i--)
902     {
903       struct loop *loop = &loops->array[i];
904
905       if (! loop->invalid && loop->end)
906         {
907           scan_loop (loop, flags);
908           ggc_collect ();
909         }
910     }
911
912   end_alias_analysis ();
913
914   /* Clean up.  */
915   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
916     free (loops_info[i].mems);
917   
918   free (uid_luid);
919   free (uid_loop);
920   free (loops_info);
921   free (loops->array);
922 }
923 \f
924 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
925    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
926    respectively.  LOOP->TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
927    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
928    bottom.  */
929
930 static rtx
931 next_insn_in_loop (const struct loop *loop, rtx insn)
932 {
933   insn = NEXT_INSN (insn);
934
935   if (insn == loop->end)
936     {
937       if (loop->top)
938         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
939         insn = loop->top;
940       else
941         /* We're done.  */
942         insn = NULL_RTX;
943     }
944
945   if (insn == loop->scan_start)
946     /* We're done.  */
947     insn = NULL_RTX;
948
949   return insn;
950 }
951
952 /* Find any register references hidden inside X and add them to
953    the dependency list DEPS.  This is used to look inside CLOBBER (MEM
954    when checking whether a PARALLEL can be pulled out of a loop.  */
955
956 static rtx
957 find_regs_nested (rtx deps, rtx x)
958 {
959   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
960   if (code == REG)
961     deps = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, deps);
962   else
963     {
964       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
965       int i, j;
966       for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
967         {
968           if (fmt[i] == 'e')
969             deps = find_regs_nested (deps, XEXP (x, i));
970           else if (fmt[i] == 'E')
971             for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
972               deps = find_regs_nested (deps, XVECEXP (x, i, j));
973         }
974     }
975   return deps;
976 }
977
978 /* Optimize one loop described by LOOP.  */
979
980 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
981    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
982    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
983    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
984    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
985
986 static void
987 scan_loop (struct loop *loop, int flags)
988 {
989   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
990   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
991   int i;
992   rtx loop_start = loop->start;
993   rtx loop_end = loop->end;
994   rtx p;
995   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
996   int maybe_never = 0;
997   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
998      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
999   int call_passed = 0;
1000   /* Number of insns in the loop.  */
1001   int insn_count;
1002   int tem;
1003   rtx temp, update_start, update_end;
1004   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
1005   rtx set, set1;
1006   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
1007   struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
1008   /* Ratio of extra register life span we can justify
1009      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
1010      since in that case saving an insn makes more difference
1011      and more registers are available.  */
1012   int threshold;
1013   int in_libcall;
1014
1015   loop->top = 0;
1016
1017   movables->head = 0;
1018   movables->last = 0;
1019
1020   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
1021      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
1022      that is too complex to duplicate in front of the loop.
1023
1024      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
1025      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
1026      (because we might have a loop executed only once that contains a
1027      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
1028      (in case we have a degenerate loop).
1029
1030      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
1031      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
1032      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
1033      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
1034      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
1035
1036   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
1037        p != loop_end
1038          && !LABEL_P (p) && ! INSN_P (p)
1039          && (!NOTE_P (p)
1040              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
1041                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
1042        p = NEXT_INSN (p))
1043     ;
1044
1045   loop->scan_start = p;
1046
1047   /* If loop end is the end of the current function, then emit a
1048      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set loop->sink to the dummy
1049      note insn.  This is the position we use when sinking insns out of
1050      the loop.  */
1051   if (NEXT_INSN (loop->end) != 0)
1052     loop->sink = NEXT_INSN (loop->end);
1053   else
1054     loop->sink = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop->end);
1055
1056   /* Set up variables describing this loop.  */
1057   prescan_loop (loop);
1058   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
1059
1060   /* If loop has a jump before the first label,
1061      the true entry is the target of that jump.
1062      Start scan from there.
1063      But record in LOOP->TOP the place where the end-test jumps
1064      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
1065   if (JUMP_P (p)
1066       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
1067       && any_uncondjump_p (p)
1068       && JUMP_LABEL (p) != 0
1069       /* Check to see whether the jump actually
1070          jumps out of the loop (meaning it's no loop).
1071          This case can happen for things like
1072          do {..} while (0).  If this label was generated previously
1073          by loop, we can't tell anything about it and have to reject
1074          the loop.  */
1075       && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, loop_end))
1076     {
1077       loop->top = next_label (loop->scan_start);
1078       loop->scan_start = JUMP_LABEL (p);
1079     }
1080
1081   /* If LOOP->SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
1082      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
1083      test may never be true, but it's best to play it safe.)
1084
1085      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
1086      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
1087      test above.  */
1088
1089   if (INSN_UID (loop->scan_start) >= max_uid_for_loop
1090       || !LABEL_P (loop->scan_start))
1091     {
1092       if (loop_dump_stream)
1093         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
1094                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end));
1095       return;
1096     }
1097
1098   /* Allocate extra space for REGs that might be created by load_mems.
1099      We allocate a little extra slop as well, in the hopes that we
1100      won't have to reallocate the regs array.  */
1101   loop_regs_scan (loop, loop_info->mems_idx + 16);
1102   insn_count = count_insns_in_loop (loop);
1103
1104   if (loop_dump_stream)
1105     fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
1106              INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end), insn_count);
1107
1108   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
1109      Set REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP negative for the reg I being set, so that
1110      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
1111      We consider whether subsequent insns use the reg
1112      in deciding whether it is worth actually moving.
1113
1114      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
1115      and therefore it is possible that the insns we are scanning
1116      would never be executed.  At such times, we must make sure
1117      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
1118      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
1119      so that is not a problem.  */
1120
1121   for (in_libcall = 0, p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
1122        p != NULL_RTX;
1123        p = next_insn_in_loop (loop, p))
1124     {
1125       if (in_libcall && INSN_P (p) && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1126         in_libcall--;
1127       if (NONJUMP_INSN_P (p))
1128         {
1129           /* Do not scan past an optimization barrier.  */
1130           if (GET_CODE (PATTERN (p)) == ASM_INPUT)
1131             break;
1132           temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
1133           if (temp)
1134             in_libcall++;
1135           if (! in_libcall
1136               && (set = single_set (p))
1137               && REG_P (SET_DEST (set))
1138 #ifdef PIC_OFFSET_TABLE_REG_CALL_CLOBBERED
1139               && SET_DEST (set) != pic_offset_table_rtx
1140 #endif
1141               && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
1142             {
1143               int tem1 = 0;
1144               int tem2 = 0;
1145               int move_insn = 0;
1146               int insert_temp = 0;
1147               rtx src = SET_SRC (set);
1148               rtx dependencies = 0;
1149
1150               /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a
1151                  REG_EQUIV note is given or if a REG_EQUAL note with a
1152                  constant operand is specified, use it as the source and
1153                  mark that we should move this insn by calling
1154                  emit_move_insn rather that duplicating the insn.
1155
1156                  Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL
1157                  note is present.  */
1158               temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1159               if (temp)
1160                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1161               else
1162                 {
1163                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1164                   if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1165                     src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1166                   if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1167                     {
1168                       src = XEXP (temp, 0);
1169                       /* A libcall block can use regs that don't appear in
1170                          the equivalent expression.  To move the libcall,
1171                          we must move those regs too.  */
1172                       dependencies = libcall_other_reg (p, src);
1173                     }
1174                 }
1175
1176               /* For parallels, add any possible uses to the dependencies, as
1177                  we can't move the insn without resolving them first.
1178                  MEMs inside CLOBBERs may also reference registers; these
1179                  count as implicit uses.  */
1180               if (GET_CODE (PATTERN (p)) == PARALLEL)
1181                 {
1182                   for (i = 0; i < XVECLEN (PATTERN (p), 0); i++)
1183                     {
1184                       rtx x = XVECEXP (PATTERN (p), 0, i);
1185                       if (GET_CODE (x) == USE)
1186                         dependencies
1187                           = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, XEXP (x, 0),
1188                                                dependencies);
1189                       else if (GET_CODE (x) == CLOBBER 
1190                                && MEM_P (XEXP (x, 0)))
1191                         dependencies = find_regs_nested (dependencies, 
1192                                                   XEXP (XEXP (x, 0), 0));
1193                     }
1194                 }
1195
1196               if (/* The register is used in basic blocks other
1197                       than the one where it is set (meaning that
1198                       something after this point in the loop might
1199                       depend on its value before the set).  */
1200                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
1201                    /* And the set is not guaranteed to be executed once
1202                       the loop starts, or the value before the set is
1203                       needed before the set occurs...
1204
1205                       ??? Note we have quadratic behavior here, mitigated
1206                       by the fact that the previous test will often fail for
1207                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
1208                       each time for register usage, we should build tables
1209                       of the register usage and use them here instead.  */
1210                    && (maybe_never
1211                        || loop_reg_used_before_p (loop, set, p)))
1212                 /* It is unsafe to move the set.  However, it may be OK to
1213                    move the source into a new pseudo, and substitute a
1214                    reg-to-reg copy for the original insn.
1215
1216                    This code used to consider it OK to move a set of a variable
1217                    which was not created by the user and not used in an exit
1218                    test.
1219                    That behavior is incorrect and was removed.  */
1220                 insert_temp = 1;
1221
1222               /* Don't try to optimize a MODE_CC set with a constant
1223                  source.  It probably will be combined with a conditional
1224                  jump.  */
1225               if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (set))) == MODE_CC
1226                   && CONSTANT_P (src))
1227                 ;
1228               /* Don't try to optimize a register that was made
1229                  by loop-optimization for an inner loop.
1230                  We don't know its life-span, so we can't compute
1231                  the benefit.  */
1232               else if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
1233                 ;
1234               /* Don't move the source and add a reg-to-reg copy:
1235                  - with -Os (this certainly increases size),
1236                  - if the mode doesn't support copy operations (obviously),
1237                  - if the source is already a reg (the motion will gain nothing),
1238                  - if the source is a legitimate constant (likewise).  */
1239               else if (insert_temp
1240                        && (optimize_size
1241                            || ! can_copy_p (GET_MODE (SET_SRC (set)))
1242                            || REG_P (SET_SRC (set))
1243                            || (CONSTANT_P (SET_SRC (set))
1244                                && LEGITIMATE_CONSTANT_P (SET_SRC (set)))))
1245                 ;
1246               else if ((tem = loop_invariant_p (loop, src))
1247                        && (dependencies == 0
1248                            || (tem2
1249                                = loop_invariant_p (loop, dependencies)) != 0)
1250                        && (regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop == 1
1251                            || (tem1
1252                                = consec_sets_invariant_p
1253                                (loop, SET_DEST (set),
1254                                 regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop,
1255                                 p)))
1256                        /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
1257                           can't move it unless it's guaranteed to be executed
1258                           once loop is entered.  Even a function call might
1259                           prevent the trap insn from being reached
1260                           (since it might exit!)  */
1261                        && ! ((maybe_never || call_passed)
1262                              && may_trap_p (src)))
1263                 {
1264                   struct movable *m;
1265                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1266
1267                   /* A potential lossage is where we have a case where two insns
1268                      can be combined as long as they are both in the loop, but
1269                      we move one of them outside the loop.  For large loops,
1270                      this can lose.  The most common case of this is the address
1271                      of a function being called.
1272
1273                      Therefore, if this register is marked as being used
1274                      exactly once if we are in a loop with calls
1275                      (a "large loop"), see if we can replace the usage of
1276                      this register with the source of this SET.  If we can,
1277                      delete this insn.
1278
1279                      Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
1280                      SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
1281
1282                   if (loop_info->has_call
1283                       && regs->array[regno].single_usage != 0
1284                       && regs->array[regno].single_usage != const0_rtx
1285                       && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
1286                       && (REGNO_LAST_UID (regno)
1287                           == INSN_UID (regs->array[regno].single_usage))
1288                       && regs->array[regno].set_in_loop == 1
1289                       && GET_CODE (SET_SRC (set)) != ASM_OPERANDS
1290                       && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
1291                       && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
1292                       && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
1293                           || (! (REG_P (SET_SRC (set))
1294                                  && (REGNO (SET_SRC (set))
1295                                      < FIRST_PSEUDO_REGISTER))))
1296                       && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER 
1297                       /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
1298                          a call-clobbered register and the life of REGNO
1299                          might span a call.  */
1300                       && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
1301                                                regs->array[regno].single_usage)
1302                       && no_labels_between_p (p,
1303                                               regs->array[regno].single_usage)
1304                       && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
1305                                                regs->array[regno].single_usage))
1306                     {
1307                       /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy
1308                          the new source, so that we don't get rtx sharing
1309                          between the SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
1310                       REG_NOTES (regs->array[regno].single_usage)
1311                         = (replace_rtx
1312                            (REG_NOTES (regs->array[regno].single_usage),
1313                             SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set))));
1314
1315                       delete_insn (p);
1316                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1317                            i++)
1318                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
1319                       continue;
1320                     }
1321
1322                   m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1323                   m->next = 0;
1324                   m->insn = p;
1325                   m->set_src = src;
1326                   m->dependencies = dependencies;
1327                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1328                   m->force = 0;
1329                   m->consec
1330                     = regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop - 1;
1331                   m->done = 0;
1332                   m->forces = 0;
1333                   m->partial = 0;
1334                   m->move_insn = move_insn;
1335                   m->move_insn_first = 0;
1336                   m->insert_temp = insert_temp;
1337                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1338                   m->savemode = VOIDmode;
1339                   m->regno = regno;
1340                   /* Set M->cond if either loop_invariant_p
1341                      or consec_sets_invariant_p returned 2
1342                      (only conditionally invariant).  */
1343                   m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
1344                   m->global =  LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno);
1345                   m->match = 0;
1346                   m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1347                   m->savings = regs->array[regno].n_times_set;
1348                   if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1349                     m->savings += libcall_benefit (p);
1350                   for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set)); i++)
1351                     regs->array[regno+i].set_in_loop = move_insn ? -2 : -1;
1352                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1353                   loop_movables_add (movables, m);
1354
1355                   if (m->consec > 0)
1356                     {
1357                       /* It is possible for the first instruction to have a
1358                          REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
1359                          remember the status of the first instruction in case
1360                          the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
1361                       m->move_insn_first = m->move_insn;
1362
1363                       /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
1364                       p = next_nonnote_insn (p);
1365                       /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
1366                       p = skip_consec_insns (p, m->consec);
1367                       /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
1368                       p = prev_nonnote_insn (p);
1369
1370                       /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and
1371                          possibly m->set_src to correspond to the effects of
1372                          all the insns.  */
1373                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1374                       if (temp)
1375                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1376                       else
1377                         {
1378                           temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1379                           if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1380                             m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1381                           else
1382                             m->move_insn = 0;
1383
1384                         }
1385                       m->is_equiv
1386                         = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1387                     }
1388                 }
1389               /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1390                  or set to zero, then its high bytes are constant.
1391                  So clear them outside the loop and within the loop
1392                  just load the low bytes.
1393                  We must check that the machine has an instruction to do so.
1394                  Also, if the value loaded into the register
1395                  depends on the same register, this cannot be done.  */
1396               else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1397                        && NONJUMP_INSN_P (NEXT_INSN (p))
1398                        && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1399                        && GET_CODE (set1) == SET
1400                        && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1401                        && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1402                        && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1403                            == SET_DEST (set))
1404                        && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1405                 {
1406                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1407                   if (regs->array[regno].set_in_loop == 2)
1408                     {
1409                       struct movable *m;
1410                       m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1411                       m->next = 0;
1412                       m->insn = p;
1413                       m->set_dest = SET_DEST (set);
1414                       m->dependencies = 0;
1415                       m->force = 0;
1416                       m->consec = 0;
1417                       m->done = 0;
1418                       m->forces = 0;
1419                       m->move_insn = 0;
1420                       m->move_insn_first = 0;
1421                       m->insert_temp = insert_temp;
1422                       m->partial = 1;
1423                       /* If the insn may not be executed on some cycles,
1424                          we can't clear the whole reg; clear just high part.
1425                          Not even if the reg is used only within this loop.
1426                          Consider this:
1427                          while (1)
1428                            while (s != t) {
1429                              if (foo ()) x = *s;
1430                              use (x);
1431                            }
1432                          Clearing x before the inner loop could clobber a value
1433                          being saved from the last time around the outer loop.
1434                          However, if the reg is not used outside this loop
1435                          and all uses of the register are in the same
1436                          basic block as the store, there is no problem.
1437
1438                          If this insn was made by loop, we don't know its
1439                          INSN_LUID and hence must make a conservative
1440                          assumption.  */
1441                       m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1442                                    || LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno)
1443                                    || (labels_in_range_p
1444                                        (p, REGNO_FIRST_LUID (regno))));
1445                       if (maybe_never && m->global)
1446                         m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1447                       else
1448                         m->savemode = VOIDmode;
1449                       m->regno = regno;
1450                       m->cond = 0;
1451                       m->match = 0;
1452                       m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1453                       m->savings = 1;
1454                       for (i = 0;
1455                            i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1456                            i++)
1457                         regs->array[regno+i].set_in_loop = -1;
1458                       /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1459                       loop_movables_add (movables, m);
1460                     }
1461                 }
1462             }
1463         }
1464       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1465          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1466          Constant and pure call insns always return, so they don't count.  */
1467       else if (CALL_P (p) && ! CONST_OR_PURE_CALL_P (p))
1468         call_passed = 1;
1469       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1470          can't count on whether or how many times they will be
1471          executed during each iteration.  Therefore, we can
1472          only move out sets of trivial variables
1473          (those not used after the loop).  */
1474       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1475       else if ((LABEL_P (p) || JUMP_P (p))
1476                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1477                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1478                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1479                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1480                   followed by a barrier then the loop_end.  */
1481                && ! (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == loop->top
1482                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end
1483                      && any_uncondjump_p (p)))
1484         maybe_never = 1;
1485     }
1486
1487   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1488
1489   ignore_some_movables (movables);
1490
1491   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1492      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1493      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1494      since the second can be moved only if the first is.  */
1495
1496   force_movables (movables);
1497
1498   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1499      If there are, make all but the first point at the first one
1500      through the `match' field, and add the priorities of them
1501      all together as the priority of the first.  */
1502
1503   combine_movables (movables, regs);
1504
1505   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1506      Store 0 in regs->array[I].set_in_loop for each reg I that is moved.
1507
1508      For machines with few registers this increases code size, so do not
1509      move moveables when optimizing for code size on such machines.
1510      (The 18 below is the value for i386.)  */
1511
1512   if (!optimize_size
1513       || (reg_class_size[GENERAL_REGS] > 18 && !loop_info->has_call))
1514     {
1515       move_movables (loop, movables, threshold, insn_count);
1516
1517       /* Recalculate regs->array if move_movables has created new
1518          registers.  */
1519       if (max_reg_num () > regs->num)
1520         {
1521           loop_regs_scan (loop, 0);
1522           for (update_start = loop_start;
1523                PREV_INSN (update_start)
1524                && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1525                update_start = PREV_INSN (update_start))
1526             ;
1527           update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1528
1529           reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1530           loop_max_reg = max_reg_num ();
1531         }
1532     }
1533
1534   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1535      Change regs->array[I].set_in_loop to indicate that those are not actually
1536      invariant.  */
1537   for (i = 0; i < regs->num; i++)
1538     if (regs->array[i].set_in_loop < 0)
1539       regs->array[i].set_in_loop = regs->array[i].n_times_set;
1540
1541   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1542      hoist even more memory references.  */
1543   load_mems (loop);
1544
1545   /* Recalculate regs->array if load_mems has created new registers.  */
1546   if (max_reg_num () > regs->num)
1547     loop_regs_scan (loop, 0);
1548
1549   for (update_start = loop_start;
1550        PREV_INSN (update_start)
1551          && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1552        update_start = PREV_INSN (update_start))
1553     ;
1554   update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1555
1556   reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1557   loop_max_reg = max_reg_num ();
1558
1559   if (flag_strength_reduce)
1560     {
1561       if (update_end && LABEL_P (update_end))
1562         /* Ensure our label doesn't go away.  */
1563         LABEL_NUSES (update_end)++;
1564
1565       strength_reduce (loop, flags);
1566
1567       reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1568       loop_max_reg = max_reg_num ();
1569
1570       if (update_end && LABEL_P (update_end)
1571           && --LABEL_NUSES (update_end) == 0)
1572         delete_related_insns (update_end);
1573     }
1574
1575
1576   /* The movable information is required for strength reduction.  */
1577   loop_movables_free (movables);
1578
1579   free (regs->array);
1580   regs->array = 0;
1581   regs->num = 0;
1582 }
1583 \f
1584 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1585    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1586
1587 static void
1588 record_excess_regs (rtx in_this, rtx not_in_this, rtx *output)
1589 {
1590   enum rtx_code code;
1591   const char *fmt;
1592   int i;
1593
1594   code = GET_CODE (in_this);
1595
1596   switch (code)
1597     {
1598     case PC:
1599     case CC0:
1600     case CONST_INT:
1601     case CONST_DOUBLE:
1602     case CONST:
1603     case SYMBOL_REF:
1604     case LABEL_REF:
1605       return;
1606
1607     case REG:
1608       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1609           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1610         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1611       return;
1612
1613     default:
1614       break;
1615     }
1616
1617   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1618   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1619     {
1620       int j;
1621
1622       switch (fmt[i])
1623         {
1624         case 'E':
1625           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1626             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1627           break;
1628
1629         case 'e':
1630           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1631           break;
1632         }
1633     }
1634 }
1635 \f
1636 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1637    aside from those mentioned in the equivalent value.
1638    If there are none, return 0.
1639    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1640
1641 static rtx
1642 libcall_other_reg (rtx insn, rtx equiv)
1643 {
1644   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1645   rtx p = XEXP (note, 0);
1646   rtx output = 0;
1647
1648   /* First, find all the regs used in the libcall block
1649      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1650
1651   while (p != insn)
1652     {
1653       if (INSN_P (p))
1654         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1655       p = NEXT_INSN (p);
1656     }
1657
1658   return output;
1659 }
1660 \f
1661 /* Return 1 if all uses of REG
1662    are between INSN and the end of the basic block.  */
1663
1664 static int
1665 reg_in_basic_block_p (rtx insn, rtx reg)
1666 {
1667   int regno = REGNO (reg);
1668   rtx p;
1669
1670   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1671     return 0;
1672
1673   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1674   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1675     {
1676       switch (GET_CODE (p))
1677         {
1678         case NOTE:
1679           break;
1680
1681         case INSN:
1682         case CALL_INSN:
1683           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1684           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1685             return 1;
1686           break;
1687
1688         case JUMP_INSN:
1689           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1690           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1691             return 1;
1692           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1693           return 0;
1694
1695         case CODE_LABEL:
1696         case BARRIER:
1697           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1698           return 0;
1699
1700         default:
1701           break;
1702         }
1703     }
1704
1705   /* The "last use" that was recorded can't be found after the first
1706      use.  This can happen when the last use was deleted while
1707      processing an inner loop, this inner loop was then completely
1708      unrolled, and the outer loop is always exited after the inner loop,
1709      so that everything after the first use becomes a single basic block.  */
1710   return 1;
1711 }
1712 \f
1713 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1714    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1715    value directly or can contain a library call.  */
1716
1717 static int
1718 libcall_benefit (rtx last)
1719 {
1720   rtx insn;
1721   int benefit = 0;
1722
1723   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1724        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1725     {
1726       if (CALL_P (insn))
1727         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1728                                    routine.  */
1729       else if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1730                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1731                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1732         benefit++;
1733     }
1734
1735   return benefit;
1736 }
1737 \f
1738 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1739
1740 static rtx
1741 skip_consec_insns (rtx insn, int count)
1742 {
1743   for (; count > 0; count--)
1744     {
1745       rtx temp;
1746
1747       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1748       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1749          be an insn here.  */
1750       if (!NOTE_P (insn)
1751           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1752         insn = XEXP (temp, 0);
1753
1754       do
1755         insn = NEXT_INSN (insn);
1756       while (NOTE_P (insn));
1757     }
1758
1759   return insn;
1760 }
1761
1762 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1763    which is part of another movable.
1764    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1765    was made later and so appears later on the chain.  */
1766
1767 static void
1768 ignore_some_movables (struct loop_movables *movables)
1769 {
1770   struct movable *m, *m1;
1771
1772   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1773     {
1774       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1775       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1776       if (note)
1777         {
1778           rtx insn;
1779           /* Check for earlier movables inside that range,
1780              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1781              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1782              Rather than reject all such insns from movables, we just
1783              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1784              libcalls aren't that common).  */
1785           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1786             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1787               if (m1->insn == insn)
1788                 m1->done = 1;
1789         }
1790     }
1791 }
1792
1793 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1794    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1795    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1796    since the second can be moved only if the first is.  */
1797
1798 static void
1799 force_movables (struct loop_movables *movables)
1800 {
1801   struct movable *m, *m1;
1802
1803   for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
1804     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1805     if (!m1->partial && !m1->done)
1806       {
1807         int regno = m1->regno;
1808         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1809           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1810              register of M1 to be used after this insn?
1811              Since CSE does not update regno_last_uid,
1812              this insn M->insn might not be where it dies.
1813              But very likely this doesn't matter; what matters is
1814              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1815           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1816               && !m->done)
1817             break;
1818         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1819             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1820             && m->consec == 0)
1821           m = 0;
1822
1823         /* Increase the priority of the moving the first insn
1824            since it permits the second to be moved as well.
1825            Likewise for insns already forced by the first insn.  */
1826         if (m != 0)
1827           {
1828             struct movable *m2;
1829
1830             m->forces = m1;
1831             for (m2 = m1; m2; m2 = m2->forces)
1832               {
1833                 m2->lifetime += m->lifetime;
1834                 m2->savings += m->savings;
1835               }
1836           }
1837       }
1838 }
1839 \f
1840 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1841    one register.  */
1842
1843 static void
1844 combine_movables (struct loop_movables *movables, struct loop_regs *regs)
1845 {
1846   struct movable *m;
1847   char *matched_regs = xmalloc (regs->num);
1848   enum machine_mode mode;
1849
1850   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1851      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1852   /* Only pseudo registers are allowed to match or be matched,
1853      since move_movables does not validate the change.  */
1854   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1855
1856   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1857     if (m->match == 0 && regs->array[m->regno].n_times_set == 1
1858         && m->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1859         && !m->insert_temp
1860         && !m->partial)
1861       {
1862         struct movable *m1;
1863         int regno = m->regno;
1864
1865         memset (matched_regs, 0, regs->num);
1866         matched_regs[regno] = 1;
1867
1868         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1869            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1870         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1871           if (m != m1 && m1->match == 0
1872               && !m1->insert_temp
1873               && regs->array[m1->regno].n_times_set == 1
1874               && m1->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1875               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1876               && !m1->global
1877               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1878               && !m1->partial
1879               && (matched_regs[m1->regno]
1880                   ||
1881                   (
1882                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1883                       same constant only if the modes are the same or
1884                       if both are integer modes with M wider or the same
1885                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1886                       safe, since the only case of differing destination
1887                       modes with equal sources is when both sources are
1888                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1889                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1890                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1891                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1892                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1893                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1894                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1895                    && ((REG_P (m1->set_src)
1896                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1897                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1898                                                 movables, regs))))
1899               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1900                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1901             {
1902               m->lifetime += m1->lifetime;
1903               m->savings += m1->savings;
1904               m1->done = 1;
1905               m1->match = m;
1906               matched_regs[m1->regno] = 1;
1907             }
1908       }
1909
1910   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1911      This can be done for those not marked `global'
1912      provided their lives don't overlap.  */
1913
1914   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1915        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1916     {
1917       struct movable *m0 = 0;
1918
1919       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1920          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1921       for (m = movables->head; m; m = m->next)
1922         if (m->partial && ! m->global
1923             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1924           {
1925             struct movable *m1;
1926
1927             int first = REGNO_FIRST_LUID (m->regno);
1928             int last = REGNO_LAST_LUID (m->regno);
1929
1930             if (m0 == 0)
1931               {
1932                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1933                 m0 = m;
1934                 continue;
1935               }
1936
1937             /* Make sure they extend to the same mode.
1938                (Almost always true.)  */
1939             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1940               continue;
1941
1942             /* We already have one: check for overlap with those
1943                already combined together.  */
1944             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1945               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1946                 if (! (REGNO_FIRST_LUID (m1->regno) > last
1947                        || REGNO_LAST_LUID (m1->regno) < first))
1948                   goto overlap;
1949
1950             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1951             m0->lifetime += m->lifetime;
1952             m0->savings += m->savings;
1953             m->done = 1;
1954             m->match = m0;
1955
1956           overlap:
1957             ;
1958           }
1959     }
1960
1961   /* Clean up.  */
1962   free (matched_regs);
1963 }
1964
1965 /* Returns the number of movable instructions in LOOP that were not
1966    moved outside the loop.  */
1967
1968 static int
1969 num_unmoved_movables (const struct loop *loop)
1970 {
1971   int num = 0;
1972   struct movable *m;
1973
1974   for (m = LOOP_MOVABLES (loop)->head; m; m = m->next)
1975     if (!m->done)
1976       ++num;
1977
1978   return num;
1979 }
1980
1981 \f
1982 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1983
1984 static int
1985 regs_match_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables)
1986 {
1987   unsigned int xn = REGNO (x);
1988   unsigned int yn = REGNO (y);
1989   struct movable *mx, *my;
1990
1991   for (mx = movables->head; mx; mx = mx->next)
1992     if (mx->regno == xn)
1993       break;
1994
1995   for (my = movables->head; my; my = my->next)
1996     if (my->regno == yn)
1997       break;
1998
1999   return (mx && my
2000           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
2001               || mx->match == my
2002               || mx == my->match));
2003 }
2004
2005 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
2006    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
2007
2008    If two registers are matching movables or a movable register and an
2009    equivalent constant, consider them equal.  */
2010
2011 static int
2012 rtx_equal_for_loop_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables,
2013                       struct loop_regs *regs)
2014 {
2015   int i;
2016   int j;
2017   struct movable *m;
2018   enum rtx_code code;
2019   const char *fmt;
2020
2021   if (x == y)
2022     return 1;
2023   if (x == 0 || y == 0)
2024     return 0;
2025
2026   code = GET_CODE (x);
2027
2028   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
2029      equal.  */
2030   if (REG_P (x) && regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == -2
2031       && CONSTANT_P (y))
2032     {
2033       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2034         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
2035             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
2036           return 1;
2037     }
2038   else if (REG_P (y) && regs->array[REGNO (y)].set_in_loop == -2
2039            && CONSTANT_P (x))
2040     {
2041       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2042         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
2043             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
2044           return 1;
2045     }
2046
2047   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
2048   if (code != GET_CODE (y))
2049     return 0;
2050
2051   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
2052      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
2053
2054   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
2055     return 0;
2056
2057   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
2058   if (code == REG)
2059     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
2060
2061   if (code == LABEL_REF)
2062     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
2063   if (code == SYMBOL_REF)
2064     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
2065
2066   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
2067      fail to match, return 0 for the whole things.  */
2068
2069   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2070   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2071     {
2072       switch (fmt[i])
2073         {
2074         case 'w':
2075           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
2076             return 0;
2077           break;
2078
2079         case 'i':
2080           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
2081             return 0;
2082           break;
2083
2084         case 'E':
2085           /* Two vectors must have the same length.  */
2086           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
2087             return 0;
2088
2089           /* And the corresponding elements must match.  */
2090           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2091             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j),
2092                                       movables, regs) == 0)
2093               return 0;
2094           break;
2095
2096         case 'e':
2097           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables, regs)
2098               == 0)
2099             return 0;
2100           break;
2101
2102         case 's':
2103           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
2104             return 0;
2105           break;
2106
2107         case 'u':
2108           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
2109           break;
2110
2111         case '0':
2112           break;
2113
2114           /* It is believed that rtx's at this level will never
2115              contain anything but integers and other rtx's,
2116              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
2117         default:
2118           gcc_unreachable ();
2119         }
2120     }
2121   return 1;
2122 }
2123 \f
2124 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
2125    insns in INSNS which use the reference.  LABEL_NUSES for CODE_LABEL
2126    references is incremented once for each added note.  */
2127
2128 static void
2129 add_label_notes (rtx x, rtx insns)
2130 {
2131   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2132   int i, j;
2133   const char *fmt;
2134   rtx insn;
2135
2136   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2137     {
2138       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2139          avoid flow generating (slightly) worse code.
2140
2141          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2142          mark_jump_label for additional information).  */
2143       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2144         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
2145           {
2146             REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
2147                                                   REG_NOTES (insn));
2148             if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
2149               LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
2150           }
2151     }
2152
2153   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2154   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2155     {
2156       if (fmt[i] == 'e')
2157         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
2158       else if (fmt[i] == 'E')
2159         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2160           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
2161     }
2162 }
2163 \f
2164 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
2165    If two matching movables are combined, replace one reg with the
2166    other throughout.  */
2167
2168 static void
2169 move_movables (struct loop *loop, struct loop_movables *movables,
2170                int threshold, int insn_count)
2171 {
2172   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
2173   int nregs = regs->num;
2174   rtx new_start = 0;
2175   struct movable *m;
2176   rtx p;
2177   rtx loop_start = loop->start;
2178   rtx loop_end = loop->end;
2179   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
2180      when we move several insns that load the same value
2181      into different pseudo-registers.  */
2182   rtx *reg_map = xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
2183   char *already_moved = xcalloc (nregs, sizeof (char));
2184
2185   for (m = movables->head; m; m = m->next)
2186     {
2187       /* Describe this movable insn.  */
2188
2189       if (loop_dump_stream)
2190         {
2191           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
2192                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
2193           if (m->consec > 0)
2194             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
2195           if (m->cond)
2196             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
2197           if (m->force)
2198             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
2199           if (m->global)
2200             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
2201           if (m->done)
2202             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
2203           if (m->move_insn)
2204             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
2205           if (m->match)
2206             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
2207                      INSN_UID (m->match->insn));
2208           if (m->forces)
2209             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
2210                      INSN_UID (m->forces->insn));
2211         }
2212
2213       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
2214          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
2215
2216       if (!m->done
2217           && (! m->cond
2218               || (1 == loop_invariant_p (loop, m->set_src)
2219                   && (m->dependencies == 0
2220                       || 1 == loop_invariant_p (loop, m->dependencies))
2221                   && (m->consec == 0
2222                       || 1 == consec_sets_invariant_p (loop, m->set_dest,
2223                                                        m->consec + 1,
2224                                                        m->insn))))
2225           && (! m->forces || m->forces->done))
2226         {
2227           int regno;
2228           rtx p;
2229           int savings = m->savings;
2230
2231           /* We have an insn that is safe to move.
2232              Compute its desirability.  */
2233
2234           p = m->insn;
2235           regno = m->regno;
2236
2237           if (loop_dump_stream)
2238             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
2239
2240           if (regs->array[regno].moved_once && loop_dump_stream)
2241             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
2242
2243           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
2244              which is safe only if this one is moved too: that is,
2245              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
2246
2247           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
2248              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
2249              If it's not desirable, it means the loop is so big
2250              that moving won't speed things up much,
2251              and it is liable to make register usage worse.  */
2252
2253           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
2254              extra cost because something else was already moved.  */
2255
2256           if (already_moved[regno]
2257               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
2258                  (regs->array[regno].moved_once ? insn_count * 2 : insn_count)
2259               || (m->forces && m->forces->done
2260                   && regs->array[m->forces->regno].n_times_set == 1))
2261             {
2262               int count;
2263               struct movable *m1;
2264               rtx first = NULL_RTX;
2265               rtx newreg = NULL_RTX;
2266
2267               if (m->insert_temp)
2268                 newreg = gen_reg_rtx (GET_MODE (m->set_dest));
2269
2270               /* Now move the insns that set the reg.  */
2271
2272               if (m->partial && m->match)
2273                 {
2274                   rtx newpat, i1;
2275                   rtx r1, r2;
2276                   /* Find the end of this chain of matching regs.
2277                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
2278                      And that reg is loaded with 0 directly,
2279                      since it has ->match == 0.  */
2280                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
2281                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
2282                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
2283                   i1 = loop_insn_hoist (loop, newpat);
2284
2285                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
2286                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
2287                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
2288                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
2289                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
2290                   regs_may_share
2291                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
2292                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
2293                                                             regs_may_share));
2294                   delete_insn (m->insn);
2295
2296                   if (new_start == 0)
2297                     new_start = i1;
2298
2299                   if (loop_dump_stream)
2300                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2301                 }
2302               /* If we are to re-generate the item being moved with a
2303                  new move insn, first delete what we have and then emit
2304                  the move insn before the loop.  */
2305               else if (m->move_insn)
2306                 {
2307                   rtx i1, temp, seq;
2308
2309                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2310                     {
2311                       if (!NOTE_P (p))
2312                         {
2313                           /* If this is the first insn of a library
2314                              call sequence, something is very
2315                              wrong.  */
2316                           gcc_assert (!find_reg_note
2317                                       (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX));
2318
2319                           /* If this is the last insn of a libcall
2320                              sequence, then delete every insn in the
2321                              sequence except the last.  The last insn
2322                              is handled in the normal manner.  */
2323                           temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX);
2324                           
2325                           if (temp)
2326                             {
2327                               temp = XEXP (temp, 0);
2328                               while (temp != p)
2329                                 temp = delete_insn (temp);
2330                             }
2331                         }
2332
2333                       temp = p;
2334                       p = delete_insn (p);
2335
2336                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2337                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2338                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2339                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2340                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2341                          insn stream.  */
2342                       while (p && NOTE_P (p))
2343                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2344
2345                       if (m->insert_temp)
2346                         {
2347                           /* Replace the original insn with a move from
2348                              our newly created temp.  */
2349                           start_sequence ();
2350                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2351                           seq = get_insns ();
2352                           end_sequence ();
2353                           emit_insn_before (seq, p);
2354                         }
2355                     }
2356
2357                   start_sequence ();
2358                   emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2359                                   m->set_src);
2360                   seq = get_insns ();
2361                   end_sequence ();
2362
2363                   add_label_notes (m->set_src, seq);
2364
2365                   i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2366                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2367                     set_unique_reg_note (i1,
2368                                          m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
2369                                          m->set_src);
2370
2371                   if (loop_dump_stream)
2372                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2373
2374                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2375                   threshold -= 3;
2376                 }
2377               else
2378                 {
2379                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2380                     {
2381                       rtx i1, temp;
2382
2383                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
2384                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
2385                          be an insn here.  */
2386                       if (!NOTE_P (p)
2387                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2388                         p = XEXP (temp, 0);
2389
2390                       /* If last insn of libcall sequence, move all
2391                          insns except the last before the loop.  The last
2392                          insn is handled in the normal manner.  */
2393                       if (!NOTE_P (p)
2394                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2395                         {
2396                           rtx fn_address = 0;
2397                           rtx fn_reg = 0;
2398                           rtx fn_address_insn = 0;
2399
2400                           first = 0;
2401                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
2402                                temp = NEXT_INSN (temp))
2403                             {
2404                               rtx body;
2405                               rtx n;
2406                               rtx next;
2407
2408                               if (NOTE_P (temp))
2409                                 continue;
2410
2411                               body = PATTERN (temp);
2412
2413                               /* Find the next insn after TEMP,
2414                                  not counting USE or NOTE insns.  */
2415                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
2416                                    next = NEXT_INSN (next))
2417                                 if (! (NONJUMP_INSN_P (next)
2418                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
2419                                     && !NOTE_P (next))
2420                                   break;
2421
2422                               /* If that is the call, this may be the insn
2423                                  that loads the function address.
2424
2425                                  Extract the function address from the insn
2426                                  that loads it into a register.
2427                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
2428
2429                                  So emit a new move insn that copies the
2430                                  function address into the register that the
2431                                  call insn will use.  flow.c will delete any
2432                                  redundant stores that we have created.  */
2433                               if (CALL_P (next)
2434                                   && GET_CODE (body) == SET
2435                                   && REG_P (SET_DEST (body))
2436                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
2437                                                          NULL_RTX)))
2438                                 {
2439                                   fn_reg = SET_SRC (body);
2440                                   if (!REG_P (fn_reg))
2441                                     fn_reg = SET_DEST (body);
2442                                   fn_address = XEXP (n, 0);
2443                                   fn_address_insn = temp;
2444                                 }
2445                               /* We have the call insn.
2446                                  If it uses the register we suspect it might,
2447                                  load it with the correct address directly.  */
2448                               if (CALL_P (temp)
2449                                   && fn_address != 0
2450                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2451                                 loop_insn_emit_after (loop, 0, fn_address_insn,
2452                                                       gen_move_insn
2453                                                       (fn_reg, fn_address));
2454
2455                               if (CALL_P (temp))
2456                                 {
2457                                   i1 = loop_call_insn_hoist (loop, body);
2458                                   /* Because the USAGE information potentially
2459                                      contains objects other than hard registers
2460                                      we need to copy it.  */
2461                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2462                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2463                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2464                                 }
2465                               else
2466                                 i1 = loop_insn_hoist (loop, body);
2467                               if (first == 0)
2468                                 first = i1;
2469                               if (temp == fn_address_insn)
2470                                 fn_address_insn = i1;
2471                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2472                               REG_NOTES (temp) = NULL;
2473                               delete_insn (temp);
2474                             }
2475                           if (new_start == 0)
2476                             new_start = first;
2477                         }
2478                       if (m->savemode != VOIDmode)
2479                         {
2480                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2481                              the bits that are not covered by the mode
2482                              m->savemode.  */
2483                           rtx reg = m->set_dest;
2484                           rtx sequence;
2485                           rtx tem;
2486
2487                           start_sequence ();
2488                           tem = expand_simple_binop
2489                             (GET_MODE (reg), AND, reg,
2490                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2491                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2492                                       - 1),
2493                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2494                           gcc_assert (tem);
2495                           if (tem != reg)
2496                             emit_move_insn (reg, tem);
2497                           sequence = get_insns ();
2498                           end_sequence ();
2499                           i1 = loop_insn_hoist (loop, sequence);
2500                         }
2501                       else if (CALL_P (p))
2502                         {
2503                           i1 = loop_call_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2504                           /* Because the USAGE information potentially
2505                              contains objects other than hard registers
2506                              we need to copy it.  */
2507                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2508                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2509                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2510                         }
2511                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2512                         {
2513                           rtx seq;
2514                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2515                              use the REG_EQUAL note.  */
2516                           start_sequence ();
2517                           emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2518                                           m->set_src);
2519                           seq = get_insns ();
2520                           end_sequence ();
2521
2522                           add_label_notes (m->set_src, seq);
2523
2524                           i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2525                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2526                             set_unique_reg_note (i1, m->is_equiv ? REG_EQUIV
2527                                                      : REG_EQUAL, m->set_src);
2528                         }
2529                       else if (m->insert_temp)
2530                         {
2531                           rtx *reg_map2 = xcalloc (REGNO (newreg),
2532                                                    sizeof(rtx));
2533                           reg_map2 [m->regno] = newreg;
2534
2535                           i1 = loop_insn_hoist (loop, copy_rtx (PATTERN (p)));
2536                           replace_regs (i1, reg_map2, REGNO (newreg), 1);
2537                           free (reg_map2);
2538                         }
2539                       else
2540                         i1 = loop_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2541
2542                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2543                         {
2544                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2545                           REG_NOTES (p) = NULL;
2546
2547                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2548                              is not loop invariant, then delete it, since it
2549                              may cause problems with later optimization passes.
2550                              It is possible for cse to create such notes
2551                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2552
2553                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2554                               && ! loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0)))
2555                             remove_note (i1, temp);
2556                         }
2557
2558                       if (new_start == 0)
2559                         new_start = i1;
2560
2561                       if (loop_dump_stream)
2562                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2563                                  INSN_UID (i1));
2564
2565                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2566                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2567                          and REG_RETVAL on I1.  */
2568                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2569                         {
2570                           XEXP (temp, 0) = first;
2571                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2572                           XEXP (temp, 0) = i1;
2573                         }
2574
2575                       temp = p;
2576                       delete_insn (p);
2577                       p = NEXT_INSN (p);
2578
2579                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2580                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2581                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2582                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2583                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2584                          insn stream.  */
2585                       while (p && NOTE_P (p))
2586                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2587
2588                       if (m->insert_temp)
2589                         {
2590                           rtx seq;
2591                           /* Replace the original insn with a move from
2592                              our newly created temp.  */
2593                           start_sequence ();
2594                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2595                           seq = get_insns ();
2596                           end_sequence ();
2597                           emit_insn_before (seq, p);
2598                         }
2599                     }
2600
2601                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2602                   threshold -= 3;
2603                 }
2604
2605               m->done = 1;
2606
2607               if (!m->insert_temp)
2608                 {
2609                   /* Any other movable that loads the same register
2610                      MUST be moved.  */
2611                   already_moved[regno] = 1;
2612
2613                   /* This reg has been moved out of one loop.  */
2614                   regs->array[regno].moved_once = 1;
2615
2616                   /* The reg set here is now invariant.  */
2617                   if (! m->partial)
2618                     {
2619                       int i;
2620                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m->set_dest); i++)
2621                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
2622                     }
2623
2624                   /* Change the length-of-life info for the register
2625                      to say it lives at least the full length of this loop.
2626                      This will help guide optimizations in outer loops.  */
2627
2628                   if (REGNO_FIRST_LUID (regno) > INSN_LUID (loop_start))
2629                     /* This is the old insn before all the moved insns.
2630                        We can't use the moved insn because it is out of range
2631                        in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2632                     REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2633                   if (REGNO_LAST_LUID (regno) < INSN_LUID (loop_end))
2634                     REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (loop_end);
2635                 }
2636
2637               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2638
2639               if (! m->partial)
2640                 for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
2641                   if (m1->match == m)
2642                     {
2643                       rtx temp;
2644
2645                       /* Schedule the reg loaded by M1
2646                          for replacement so that shares the reg of M.
2647                          If the modes differ (only possible in restricted
2648                          circumstances, make a SUBREG.
2649
2650                          Note this assumes that the target dependent files
2651                          treat REG and SUBREG equally, including within
2652                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2653                          predicates since we never verify that replacing the
2654                          original register with a SUBREG results in a
2655                          recognizable insn.  */
2656                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2657                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2658                       else
2659                         reg_map[m1->regno]
2660                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2661                                                 m->set_dest);
2662
2663                       /* Get rid of the matching insn
2664                          and prevent further processing of it.  */
2665                       m1->done = 1;
2666
2667                       /* If library call, delete all insns.  */
2668                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2669                                                  NULL_RTX)))
2670                         delete_insn_chain (XEXP (temp, 0), m1->insn);
2671                       else
2672                         delete_insn (m1->insn);
2673
2674                       /* Any other movable that loads the same register
2675                          MUST be moved.  */
2676                       already_moved[m1->regno] = 1;
2677
2678                       /* The reg merged here is now invariant,
2679                          if the reg it matches is invariant.  */
2680                       if (! m->partial)
2681                         {
2682                           int i;
2683                           for (i = 0;
2684                                i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m1->set_dest);
2685                                i++)
2686                             regs->array[m1->regno+i].set_in_loop = 0;
2687                         }
2688                     }
2689             }
2690           else if (loop_dump_stream)
2691             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2692         }
2693       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2694         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2695
2696       if (loop_dump_stream)
2697         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2698     }
2699
2700   if (new_start == 0)
2701     new_start = loop_start;
2702
2703   /* Go through all the instructions in the loop, making
2704      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2705   for (p = new_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2706     if (INSN_P (p))
2707       {
2708         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2709         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2710         INSN_CODE (p) = -1;
2711       }
2712
2713   /* Clean up.  */
2714   free (reg_map);
2715   free (already_moved);
2716 }
2717
2718
2719 static void
2720 loop_movables_add (struct loop_movables *movables, struct movable *m)
2721 {
2722   if (movables->head == 0)
2723     movables->head = m;
2724   else
2725     movables->last->next = m;
2726   movables->last = m;
2727 }
2728
2729
2730 static void
2731 loop_movables_free (struct loop_movables *movables)
2732 {
2733   struct movable *m;
2734   struct movable *m_next;
2735
2736   for (m = movables->head; m; m = m_next)
2737     {
2738       m_next = m->next;
2739       free (m);
2740     }
2741 }
2742 \f
2743 #if 0
2744 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2745    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2746
2747 static void
2748 replace_call_address (rtx x, rtx reg, rtx addr)
2749 {
2750   enum rtx_code code;
2751   int i;
2752   const char *fmt;
2753
2754   if (x == 0)
2755     return;
2756   code = GET_CODE (x);
2757   switch (code)
2758     {
2759     case PC:
2760     case CC0:
2761     case CONST_INT:
2762     case CONST_DOUBLE:
2763     case CONST:
2764     case SYMBOL_REF:
2765     case LABEL_REF:
2766     case REG:
2767       return;
2768
2769     case SET:
2770       /* Short cut for very common case.  */
2771       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2772       return;
2773
2774     case CALL:
2775       /* Short cut for very common case.  */
2776       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2777       return;
2778
2779     case MEM:
2780       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2781          something is wrong.  */
2782       gcc_assert (XEXP (x, 0) == reg);
2783       XEXP (x, 0) = addr;
2784       return;
2785
2786     default:
2787       break;
2788     }
2789
2790   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2791   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2792     {
2793       if (fmt[i] == 'e')
2794         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2795       else if (fmt[i] == 'E')
2796         {
2797           int j;
2798           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2799             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2800         }
2801     }
2802 }
2803 #endif
2804 \f
2805 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2806    in the rtx X.  */
2807
2808 static int
2809 count_nonfixed_reads (const struct loop *loop, rtx x)
2810 {
2811   enum rtx_code code;
2812   int i;
2813   const char *fmt;
2814   int value;
2815
2816   if (x == 0)
2817     return 0;
2818
2819   code = GET_CODE (x);
2820   switch (code)
2821     {
2822     case PC:
2823     case CC0:
2824     case CONST_INT:
2825     case CONST_DOUBLE:
2826     case CONST:
2827     case SYMBOL_REF:
2828     case LABEL_REF:
2829     case REG:
2830       return 0;
2831
2832     case MEM:
2833       return ((loop_invariant_p (loop, XEXP (x, 0)) != 1)
2834               + count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, 0)));
2835
2836     default:
2837       break;
2838     }
2839
2840   value = 0;
2841   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2842   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2843     {
2844       if (fmt[i] == 'e')
2845         value += count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, i));
2846       if (fmt[i] == 'E')
2847         {
2848           int j;
2849           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2850             value += count_nonfixed_reads (loop, XVECEXP (x, i, j));
2851         }
2852     }
2853   return value;
2854 }
2855 \f
2856 /* Scan a loop setting the elements `loops_enclosed',
2857    `has_call', `has_nonconst_call', `has_volatile', `has_tablejump',
2858    `unknown_address_altered', `unknown_constant_address_altered', and
2859    `num_mem_sets' in LOOP.  Also, fill in the array `mems' and the
2860    list `store_mems' in LOOP.  */
2861
2862 static void
2863 prescan_loop (struct loop *loop)
2864 {
2865   int level = 1;
2866   rtx insn;
2867   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
2868   rtx start = loop->start;
2869   rtx end = loop->end;
2870   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2871      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2872      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2873      might end up between the two.  */
2874   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2875
2876   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2877   loop_info->pre_header_has_call = 0;
2878   loop_info->has_call = 0;
2879   loop_info->has_nonconst_call = 0;
2880   loop_info->has_prefetch = 0;
2881   loop_info->has_volatile = 0;
2882   loop_info->has_tablejump = 0;
2883   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2884   loop->level = 1;
2885
2886   loop_info->unknown_address_altered = 0;
2887   loop_info->unknown_constant_address_altered = 0;
2888   loop_info->store_mems = NULL_RTX;
2889   loop_info->first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2890   loop_info->mems_idx = 0;
2891   loop_info->num_mem_sets = 0;
2892
2893   for (insn = start; insn && !LABEL_P (insn);
2894        insn = PREV_INSN (insn))
2895     {
2896       if (CALL_P (insn))
2897         {
2898           loop_info->pre_header_has_call = 1;
2899           break;
2900         }
2901     }
2902
2903   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2904        insn = NEXT_INSN (insn))
2905     {
2906       switch (GET_CODE (insn))
2907         {
2908         case NOTE:
2909           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2910             {
2911               ++level;
2912               /* Count number of loops contained in this one.  */
2913               loop->level++;
2914             }
2915           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2916             --level;
2917           break;
2918
2919         case CALL_INSN:
2920           if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2921             {
2922               loop_info->unknown_address_altered = 1;
2923               loop_info->has_nonconst_call = 1;
2924             }
2925           else if (pure_call_p (insn))
2926             loop_info->has_nonconst_call = 1;
2927           loop_info->has_call = 1;
2928           if (can_throw_internal (insn))
2929             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2930           break;
2931
2932         case JUMP_INSN:
2933           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets)
2934             {
2935               rtx set = pc_set (insn);
2936
2937               if (set)
2938                 {
2939                   rtx src = SET_SRC (set);
2940                   rtx label1, label2;
2941
2942                   if (GET_CODE (src) == IF_THEN_ELSE)
2943                     {
2944                       label1 = XEXP (src, 1);
2945                       label2 = XEXP (src, 2);
2946                     }
2947                   else
2948                     {
2949                       label1 = src;
2950                       label2 = NULL_RTX;
2951                     }
2952
2953                   do
2954                     {
2955                       if (label1 && label1 != pc_rtx)
2956                         {
2957                           if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2958                             {
2959                               /* Something tricky.  */
2960                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2961                               break;
2962                             }
2963                           else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2964                                    && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2965                             {
2966                               /* A jump outside the current loop.  */
2967                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2968                               break;
2969                             }
2970                         }
2971
2972                       label1 = label2;
2973                       label2 = NULL_RTX;
2974                     }
2975                   while (label1);
2976                 }
2977               else
2978                 {
2979                   /* A return, or something tricky.  */
2980                   loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2981                 }
2982             }
2983           /* Fall through.  */
2984
2985         case INSN:
2986           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2987             loop_info->has_volatile = 1;
2988
2989           if (JUMP_P (insn)
2990               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2991                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2992             loop_info->has_tablejump = 1;
2993
2994           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored, loop_info);
2995           if (! loop_info->first_loop_store_insn && loop_info->store_mems)
2996             loop_info->first_loop_store_insn = insn;
2997
2998           if (flag_non_call_exceptions && can_throw_internal (insn))
2999             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
3000           break;
3001
3002         default:
3003           break;
3004         }
3005     }
3006
3007   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
3008   if (/* An exception thrown by a called function might land us
3009          anywhere.  */
3010       ! loop_info->has_nonconst_call
3011       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
3012          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
3013          that this is not a problem for malloc, etc., since those
3014          require actual function calls.  */
3015       && ! current_function_calls_alloca
3016       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
3017          end.  */
3018       && ! loop_info->has_multiple_exit_targets)
3019     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
3020          insn = NEXT_INSN (insn))
3021       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, loop_info);
3022
3023   /* BLKmode MEMs are added to LOOP_STORE_MEM as necessary so
3024      that loop_invariant_p and load_mems can use true_dependence
3025      to determine what is really clobbered.  */
3026   if (loop_info->unknown_address_altered)
3027     {
3028       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3029
3030       loop_info->store_mems
3031         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3032     }
3033   if (loop_info->unknown_constant_address_altered)
3034     {
3035       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3036       MEM_READONLY_P (mem) = 1;
3037       loop_info->store_mems
3038         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3039     }
3040 }
3041 \f
3042 /* Invalidate all loops containing LABEL.  */
3043
3044 static void
3045 invalidate_loops_containing_label (rtx label)
3046 {
3047   struct loop *loop;
3048   for (loop = uid_loop[INSN_UID (label)]; loop; loop = loop->outer)
3049     loop->invalid = 1;
3050 }
3051
3052 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
3053    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
3054    to from outside the loop.  */
3055
3056 static void
3057 find_and_verify_loops (rtx f, struct loops *loops)
3058 {
3059   rtx insn;
3060   rtx label;
3061   int num_loops;
3062   struct loop *current_loop;
3063   struct loop *next_loop;
3064   struct loop *loop;
3065
3066   num_loops = loops->num;
3067
3068   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
3069
3070   /* If there are jumps to undefined labels,
3071      treat them as jumps out of any/all loops.
3072      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
3073   uid_loop[0] = NULL;
3074
3075   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
3076      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
3077
3078   num_loops = 0;
3079   current_loop = NULL;
3080   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3081     {
3082       if (NOTE_P (insn))
3083         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
3084           {
3085           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
3086             next_loop = loops->array + num_loops;
3087             next_loop->num = num_loops;
3088             num_loops++;
3089             next_loop->start = insn;
3090             next_loop->outer = current_loop;
3091             current_loop = next_loop;
3092             break;
3093
3094           case NOTE_INSN_LOOP_END:
3095             gcc_assert (current_loop);
3096
3097             current_loop->end = insn;
3098             current_loop = current_loop->outer;
3099             break;
3100
3101           default:
3102             break;
3103           }
3104
3105       if (CALL_P (insn)
3106           && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL))
3107         {
3108           /* In this case, we must invalidate our current loop and any
3109              enclosing loop.  */
3110           for (loop = current_loop; loop; loop = loop->outer)
3111             {
3112               loop->invalid = 1;
3113               if (loop_dump_stream)
3114                 fprintf (loop_dump_stream,
3115                          "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
3116                          INSN_UID (loop->start));
3117             }
3118         }
3119
3120       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
3121          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
3122       uid_loop[INSN_UID (insn)] = current_loop;
3123     }
3124
3125   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
3126      because it can be jumped into from anywhere.  */
3127   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
3128     invalidate_loops_containing_label (XEXP (label, 0));
3129
3130   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
3131      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
3132   for_each_eh_label (invalidate_loops_containing_label);
3133
3134   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
3135      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
3136      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
3137      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
3138      anywhere.
3139
3140      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
3141      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
3142      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
3143      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
3144      label in our loop and will simplify processing by both us and a
3145      possible second cse pass.  */
3146
3147   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3148     if (INSN_P (insn))
3149       {
3150         struct loop *this_loop = uid_loop[INSN_UID (insn)];
3151
3152         if (NONJUMP_INSN_P (insn) || CALL_P (insn))
3153           {
3154             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
3155             if (note)
3156               invalidate_loops_containing_label (XEXP (note, 0));
3157           }
3158
3159         if (!JUMP_P (insn))
3160           continue;
3161
3162         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop);
3163
3164         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
3165         if (this_loop
3166             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
3167                 || (any_uncondjump_p (insn)
3168                     && onlyjump_p (insn)
3169                     && (uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
3170                         != this_loop)))
3171             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
3172           {
3173             rtx p;
3174             rtx our_next = next_real_insn (insn);
3175             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
3176             struct loop *dest_loop;
3177             struct loop *outer_loop = NULL;
3178
3179             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
3180                or a JUMP_INSN.  */
3181             for (p = PREV_INSN (insn);
3182                  !LABEL_P (p)
3183                  && ! (NOTE_P (p)
3184                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3185                  && !JUMP_P (p);
3186                  p = PREV_INSN (p))
3187               ;
3188
3189             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
3190                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
3191
3192             if (JUMP_LABEL (insn))
3193               {
3194                 dest_loop = uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
3195                 if (dest_loop)
3196                   {
3197                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3198                          outer_loop = outer_loop->outer)
3199                       if (outer_loop == this_loop)
3200                         break;
3201                   }
3202               }
3203
3204             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
3205
3206             if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
3207                 && uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop)
3208               outer_loop = this_loop;
3209
3210             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
3211                we have a block of code to try to move.
3212
3213                We look backward and then forward from the target of INSN
3214                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
3215                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
3216                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
3217                and move the block of code to the spot we found.  */
3218
3219             if (! outer_loop
3220                 && JUMP_P (p)
3221                 && JUMP_LABEL (p) != 0
3222                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
3223                    These always indicate compilation errors.  */
3224                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
3225                 && any_condjump_p (p) && onlyjump_p (p)
3226                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
3227                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
3228                    mustn't try.  */
3229                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn),
3230                                          &last_insn_to_move))
3231               {
3232                 rtx target
3233                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
3234                 struct loop *target_loop = uid_loop[INSN_UID (target)];
3235                 rtx loc, loc2;
3236                 rtx tmp;
3237
3238                 /* Search for possible garbage past the conditional jumps
3239                    and look for the last barrier.  */
3240                 for (tmp = last_insn_to_move;
3241                      tmp && !LABEL_P (tmp); tmp = NEXT_INSN (tmp))
3242                   if (BARRIER_P (tmp))
3243                     last_insn_to_move = tmp;
3244
3245                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
3246                   if (BARRIER_P (loc)
3247                       /* Don't move things inside a tablejump.  */
3248                       && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3249                           || !LABEL_P (loc2)
3250                           || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3251                           || !JUMP_P (loc2)
3252                           || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3253                               && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3254                       && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3255                     break;
3256
3257                 if (loc == 0)
3258                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
3259                     if (BARRIER_P (loc)
3260                         /* Don't move things inside a tablejump.  */
3261                         && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3262                             || !LABEL_P (loc2)
3263                             || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3264                             || !JUMP_P (loc2)
3265                             || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3266                                 && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3267                         && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3268                       break;
3269
3270                 if (loc)
3271                   {
3272                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
3273                     rtx new_label = get_label_after (p);
3274
3275                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
3276                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
3277
3278                     /* Verify that uid_loop is large enough and that
3279                        we can invert P.  */
3280                     if (invert_jump (p, new_label, 1))
3281                       {
3282                         rtx q, r;
3283
3284                         /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
3285                            one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
3286                            path, we'll need to insert a jump around our block
3287                            and add a BARRIER before TARGET.
3288
3289                            This creates an extra unconditional jump outside
3290                            the loop.  However, the benefits of removing rarely
3291                            executed instructions from inside the loop usually
3292                            outweighs the cost of the extra unconditional jump
3293                            outside the loop.  */
3294                         if (loc == 0)
3295                           {
3296                             rtx temp;
3297
3298                             temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
3299                             temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
3300                             JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
3301                             LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
3302                             loc = emit_barrier_before (target);
3303                           }
3304
3305                         /* Include the BARRIER after INSN and copy the
3306                            block after LOC.  */
3307                         if (squeeze_notes (&new_label, &last_insn_to_move))
3308                           abort ();
3309                         reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
3310
3311                         /* All those insns are now in TARGET_LOOP.  */
3312                         for (q = new_label;
3313                              q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
3314                              q = NEXT_INSN (q))
3315                           uid_loop[INSN_UID (q)] = target_loop;
3316
3317                         /* The label jumped to by INSN is no longer a loop
3318                            exit.  Unless INSN does not have a label (e.g.,
3319                            it is a RETURN insn), search loop->exit_labels
3320                            to find its label_ref, and remove it.  Also turn
3321                            off LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
3322                         if (JUMP_LABEL (insn))
3323                           {
3324                             for (q = 0, r = this_loop->exit_labels;
3325                                  r;
3326                                  q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
3327                               if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
3328                                 {
3329                                   LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
3330                                   if (q)
3331                                     LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
3332                                   else
3333                                     this_loop->exit_labels = LABEL_NEXTREF (r);
3334                                   break;
3335                                 }
3336
3337                             for (loop = this_loop; loop && loop != target_loop;
3338                                  loop = loop->outer)
3339                               loop->exit_count--;
3340
3341                             /* If we didn't find it, then something is
3342                                wrong.  */
3343                             gcc_assert (r);
3344                           }
3345
3346                         /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
3347                            in loop->exit_labels, and marked as such.
3348                            The easiest way to do this is to just call
3349                            mark_loop_jump again for P.  */
3350                         mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop);
3351
3352                         /* If INSN now jumps to the insn after it,
3353                            delete INSN.  */
3354                         if (JUMP_LABEL (insn) != 0
3355                             && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
3356                                 == next_real_insn (insn)))
3357                           delete_related_insns (insn);
3358                       }
3359
3360                     /* Continue the loop after where the conditional
3361                        branch used to jump, since the only branch insn
3362                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
3363                        branch and hence needs no processing.  */
3364                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
3365
3366                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
3367                       delete_related_insns (cond_label);
3368
3369                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
3370                     insn = PREV_INSN (insn);
3371                   }
3372               }
3373           }
3374       }
3375 }
3376
3377 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
3378    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
3379
3380    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
3381
3382 static void
3383 mark_loop_jump (rtx x, struct loop *loop)
3384 {
3385   struct loop *dest_loop;
3386   struct loop *outer_loop;
3387   int i;
3388
3389   switch (GET_CODE (x))
3390     {
3391     case PC:
3392     case USE:
3393     case CLOBBER:
3394     case REG:
3395     case MEM:
3396     case CONST_INT:
3397     case CONST_DOUBLE:
3398     case RETURN:
3399       return;
3400
3401     case CONST:
3402       /* There could be a label reference in here.  */
3403       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3404       return;
3405
3406     case PLUS:
3407     case MINUS:
3408     case MULT:
3409       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3410       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3411       return;
3412
3413     case LO_SUM:
3414       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3415       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3416       return;
3417
3418     case SIGN_EXTEND:
3419     case ZERO_EXTEND:
3420       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3421       return;
3422
3423     case LABEL_REF:
3424       dest_loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3425
3426       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3427          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3428          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3429          false.  */
3430
3431       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3432          since this does not count as a loop exit.  */
3433       if (dest_loop)
3434         {
3435           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3436                outer_loop = outer_loop->outer)
3437             if (outer_loop == loop)
3438               break;
3439         }
3440       else
3441         outer_loop = NULL;
3442
3443       if (loop && ! outer_loop)
3444         {
3445           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3446           LABEL_NEXTREF (x) = loop->exit_labels;
3447           loop->exit_labels = x;
3448
3449           for (outer_loop = loop;
3450                outer_loop && outer_loop != dest_loop;
3451                outer_loop = outer_loop->outer)
3452             outer_loop->exit_count++;
3453         }
3454
3455       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3456          by it, it invalidates at least one loop.  */
3457
3458       if (! dest_loop)
3459         return;
3460
3461       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3462          label, except those that also contain the jump insn.  */
3463
3464       for (; dest_loop; dest_loop = dest_loop->outer)
3465         {
3466           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3467           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3468             if (dest_loop == outer_loop)
3469               return;
3470
3471           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3472           if (loop_dump_stream && ! dest_loop->invalid)
3473             fprintf (loop_dump_stream,
3474                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3475                      INSN_UID (dest_loop->start));
3476
3477           dest_loop->invalid = 1;
3478         }
3479       return;
3480
3481     case SET:
3482       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3483       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3484         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop);
3485       return;
3486
3487     case IF_THEN_ELSE:
3488       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3489       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop);
3490       return;
3491
3492     case PARALLEL:
3493     case ADDR_VEC:
3494       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3495         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop);
3496       return;
3497
3498     case ADDR_DIFF_VEC:
3499       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3500         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop);
3501       return;
3502
3503     default:
3504       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3505          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3506          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3507          loop and any containing loops as invalid.  */
3508       if (loop)
3509         {
3510           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3511             {
3512               if (loop_dump_stream && ! outer_loop->invalid)
3513                 fprintf (loop_dump_stream,
3514                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3515                          INSN_UID (outer_loop->start));
3516               outer_loop->invalid = 1;
3517             }
3518         }
3519       return;
3520     }
3521 }
3522 \f
3523 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3524    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3525    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3526    been previously created by loop.c).  */
3527
3528 static int
3529 labels_in_range_p (rtx insn, int end)
3530 {
3531   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3532     {
3533       if (LABEL_P (insn))
3534         return 1;
3535       insn = NEXT_INSN (insn);
3536     }
3537
3538   return 0;
3539 }
3540
3541 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3542
3543 static void
3544 note_addr_stored (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED,
3545                   void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
3546 {
3547   struct loop_info *loop_info = data;
3548
3549   if (x == 0 || !MEM_P (x))
3550     return;
3551
3552   /* Count number of memory writes.
3553      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3554   loop_info->num_mem_sets++;
3555
3556   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3557   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3558     {
3559       if (MEM_READONLY_P (x))
3560         loop_info->unknown_constant_address_altered = 1;
3561       else
3562         loop_info->unknown_address_altered = 1;
3563
3564       return;
3565     }
3566
3567   loop_info->store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x,
3568                                              loop_info->store_mems);
3569 }
3570
3571 /* X is a value modified by an INSN that references a biv inside a loop
3572    exit test (i.e., X is somehow related to the value of the biv).  If X
3573    is a pseudo that is used more than once, then the biv is (effectively)
3574    used more than once.  DATA is a pointer to a loop_regs structure.  */
3575
3576 static void
3577 note_set_pseudo_multiple_uses (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3578 {
3579   struct loop_regs *regs = (struct loop_regs *) data;
3580
3581   if (x == 0)
3582     return;
3583
3584   while (GET_CODE (x) == STRICT_LOW_PART
3585          || GET_CODE (x) == SIGN_EXTRACT
3586          || GET_CODE (x) == ZERO_EXTRACT
3587          || GET_CODE (x) == SUBREG)
3588     x = XEXP (x, 0);
3589
3590   if (!REG_P (x) || REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3591     return;
3592
3593   /* If we do not have usage information, or if we know the register
3594      is used more than once, note that fact for check_dbra_loop.  */
3595   if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop
3596       || ! regs->array[REGNO (x)].single_usage
3597       || regs->array[REGNO (x)].single_usage == const0_rtx)
3598     regs->multiple_uses = 1;
3599 }
3600 \f
3601 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3602
3603    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3604
3605    A memory ref is invariant if it is not volatile and does not conflict
3606    with anything stored in `loop_info->store_mems'.  */
3607
3608 static int
3609 loop_invariant_p (const struct loop *loop, rtx x)
3610 {
3611   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3612   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3613   int i;
3614   enum rtx_code code;
3615   const char *fmt;
3616   int conditional = 0;
3617   rtx mem_list_entry;
3618
3619   if (x == 0)
3620     return 1;
3621   code = GET_CODE (x);
3622   switch (code)
3623     {
3624     case CONST_INT:
3625     case CONST_DOUBLE:
3626     case SYMBOL_REF:
3627     case CONST:
3628       return 1;
3629
3630     case LABEL_REF:
3631       return 1;
3632
3633     case PC:
3634     case CC0:
3635     case UNSPEC_VOLATILE:
3636       return 0;
3637
3638     case REG:
3639       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3640            || x == arg_pointer_rtx || x == pic_offset_table_rtx)
3641           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3642         return 1;
3643
3644       if (LOOP_INFO (loop)->has_call
3645           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3646         return 0;
3647
3648       /* Out-of-range regs can occur when we are called from unrolling.
3649          These registers created by the unroller are set in the loop,
3650          hence are never invariant.
3651          Other out-of-range regs can be generated by load_mems; those that
3652          are written to in the loop are not invariant, while those that are
3653          not written to are invariant.  It would be easy for load_mems
3654          to set n_times_set correctly for these registers, however, there
3655          is no easy way to distinguish them from registers created by the
3656          unroller.  */
3657
3658       if (REGNO (x) >= (unsigned) regs->num)
3659         return 0;
3660
3661       if (regs->array[REGNO (x)].set_in_loop < 0)
3662         return 2;
3663
3664       return regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == 0;
3665
3666     case MEM:
3667       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3668          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3669          will be rejected also.  */
3670       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3671         return 0;
3672
3673       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3674       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
3675       while (mem_list_entry)
3676         {
3677           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3678                                x, rtx_varies_p))
3679             return 0;
3680
3681           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3682         }
3683
3684       /* It's not invalidated by a store in memory
3685          but we must still verify the address is invariant.  */
3686       break;
3687
3688     case ASM_OPERANDS:
3689       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3690       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3691         return 0;
3692       break;
3693
3694     default:
3695       break;
3696     }
3697
3698   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3699   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3700     {
3701       if (fmt[i] == 'e')
3702         {
3703           int tem = loop_invariant_p (loop, XEXP (x, i));
3704           if (tem == 0)
3705             return 0;
3706           if (tem == 2)
3707             conditional = 1;
3708         }
3709       else if (fmt[i] == 'E')
3710         {
3711           int j;
3712           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3713             {
3714               int tem = loop_invariant_p (loop, XVECEXP (x, i, j));
3715               if (tem == 0)
3716                 return 0;
3717               if (tem == 2)
3718                 conditional = 1;
3719             }
3720
3721         }
3722     }
3723
3724   return 1 + conditional;
3725 }
3726 \f
3727 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3728    are INSN and the immediately following insns,
3729    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3730    (not counting uses of REG in them).
3731
3732    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3733
3734    We assume that INSN itself is the first set of REG
3735    and that its source is invariant.  */
3736
3737 static int
3738 consec_sets_invariant_p (const struct loop *loop, rtx reg, int n_sets,
3739                          rtx insn)
3740 {
3741   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3742   rtx p = insn;
3743   unsigned int regno = REGNO (reg);
3744   rtx temp;
3745   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3746   int count = n_sets - 1;
3747   int old = regs->array[regno].set_in_loop;
3748   int value = 0;
3749   int this;
3750
3751   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3752   if (n_sets == 127)
3753     return 0;
3754
3755   regs->array[regno].set_in_loop = 0;
3756
3757   while (count > 0)
3758     {
3759       enum rtx_code code;
3760       rtx set;
3761
3762       p = NEXT_INSN (p);
3763       code = GET_CODE (p);
3764
3765       /* If library call, skip to end of it.  */
3766       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3767         p = XEXP (temp, 0);
3768
3769       this = 0;
3770       if (code == INSN
3771           && (set = single_set (p))
3772           && REG_P (SET_DEST (set))
3773           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3774         {
3775           this = loop_invariant_p (loop, SET_SRC (set));
3776           if (this != 0)
3777             value |= this;
3778           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3779             {
3780               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3781                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3782                  notes are OK.  */
3783               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3784                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3785                           && loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0))));
3786               if (this != 0)
3787                 value |= this;
3788             }
3789         }
3790       if (this != 0)
3791         count--;
3792       else if (code != NOTE)
3793         {
3794           regs->array[regno].set_in_loop = old;
3795           return 0;
3796         }
3797     }
3798
3799   regs->array[regno].set_in_loop = old;
3800   /* If loop_invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3801   return 1 + (value & 2);
3802 }
3803 \f
3804 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3805    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3806    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3807
3808 static void
3809 find_single_use_in_loop (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x)
3810 {
3811   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3812   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3813   int i, j;
3814
3815   if (code == REG)
3816     regs->array[REGNO (x)].single_usage
3817       = (regs->array[REGNO (x)].single_usage != 0
3818          && regs->array[REGNO (x)].single_usage != insn)
3819         ? const0_rtx : insn;
3820
3821   else if (code == SET)
3822     {
3823       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3824          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3825          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3826          for it.  */
3827       if (!REG_P (SET_DEST (x)))
3828         find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_DEST (x));
3829       find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_SRC (x));
3830     }
3831   else
3832     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3833       {
3834         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3835           find_single_use_in_loop (regs, insn, XEXP (x, i));
3836         else if (fmt[i] == 'E')
3837           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3838             find_single_use_in_loop (regs, insn, XVECEXP (x, i, j));
3839       }
3840 }
3841 \f
3842 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3843    REGS->array[I].MAY_NOT_OPTIMIZE and LAST_SET for any register I set
3844    in X.  */
3845
3846 static void
3847 count_one_set (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x, rtx *last_set)
3848 {
3849   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && REG_P (XEXP (x, 0)))
3850     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3851        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3852     regs->array[REGNO (XEXP (x, 0))].may_not_optimize = 1;
3853
3854   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3855     {
3856       rtx dest = SET_DEST (x);
3857       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3858              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3859              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3860         dest = XEXP (dest, 0);
3861       if (REG_P (dest))
3862         {
3863           int i;
3864           int regno = REGNO (dest);
3865           for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, dest); i++)
3866             {
3867               /* If this is the first setting of this reg
3868                  in current basic block, and it was set before,
3869                  it must be set in two basic blocks, so it cannot
3870                  be moved out of the loop.  */
3871               if (regs->array[regno].set_in_loop > 0
3872                   && last_set[regno] == 0)
3873                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3874               /* If this is not first setting in current basic block,
3875                  see if reg was used in between previous one and this.
3876                  If so, neither one can be moved.  */
3877               if (last_set[regno] != 0
3878                   && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3879                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3880               if (regs->array[regno+i].set_in_loop < 127)
3881                 ++regs->array[regno+i].set_in_loop;
3882               last_set[regno+i] = insn;
3883             }
3884         }
3885     }
3886 }
3887 \f
3888 /* Given a loop that is bounded by LOOP->START and LOOP->END and that
3889    is entered at LOOP->SCAN_START, return 1 if the register set in SET
3890    contained in insn INSN is used by any insn that precedes INSN in
3891    cyclic order starting from the loop entry point.
3892
3893    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3894    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3895    from an inner loop past two loops.  */
3896
3897 static int
3898 loop_reg_used_before_p (const struct loop *loop, rtx set, rtx insn)
3899 {
3900   rtx reg = SET_DEST (set);
3901   rtx p;
3902
3903   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3904      are done.  Otherwise, if we hit LOOP->END, wrap around to LOOP->START.  */
3905   for (p = loop->scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3906     {
3907       if (INSN_P (p) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3908         return 1;
3909
3910       if (p == loop->end)
3911         p = loop->start;
3912     }
3913
3914   return 0;
3915 }
3916 \f
3917
3918 /* Information we collect about arrays that we might want to prefetch.  */
3919 struct prefetch_info
3920 {
3921   struct iv_class *class;       /* Class this prefetch is based on.  */
3922   struct induction *giv;        /* GIV this prefetch is based on.  */
3923   rtx base_address;             /* Start prefetching from this address plus
3924                                    index.  */
3925   HOST_WIDE_INT index;
3926   HOST_WIDE_INT stride;         /* Prefetch stride in bytes in each
3927                                    iteration.  */
3928   unsigned int bytes_accessed;  /* Sum of sizes of all accesses to this
3929                                    prefetch area in one iteration.  */
3930   unsigned int total_bytes;     /* Total bytes loop will access in this block.
3931                                    This is set only for loops with known
3932                                    iteration counts and is 0xffffffff
3933                                    otherwise.  */
3934   int prefetch_in_loop;         /* Number of prefetch insns in loop.  */
3935   int prefetch_before_loop;     /* Number of prefetch insns before loop.  */
3936   unsigned int write : 1;       /* 1 for read/write prefetches.  */
3937 };
3938
3939 /* Data used by check_store function.  */
3940 struct check_store_data
3941 {
3942   rtx mem_address;
3943   int mem_write;
3944 };
3945
3946 static void check_store (rtx, rtx, void *);
3947 static void emit_prefetch_instructions (struct loop *);
3948 static int rtx_equal_for_prefetch_p (rtx, rtx);
3949
3950 /* Set mem_write when mem_address is found.  Used as callback to
3951    note_stores.  */
3952 static void
3953 check_store (rtx x, rtx pat ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3954 {
3955   struct check_store_data *d = (struct check_store_data *) data;
3956
3957   if ((MEM_P (x)) && rtx_equal_p (d->mem_address, XEXP (x, 0)))
3958     d->mem_write = 1;
3959 }
3960 \f
3961 /* Like rtx_equal_p, but attempts to swap commutative operands.  This is
3962    important to get some addresses combined.  Later more sophisticated
3963    transformations can be added when necessary.
3964
3965    ??? Same trick with swapping operand is done at several other places.
3966    It can be nice to develop some common way to handle this.  */
3967
3968 static int
3969 rtx_equal_for_prefetch_p (rtx x, rtx y)
3970 {
3971   int i;
3972   int j;
3973   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3974   const char *fmt;
3975
3976   if (x == y)
3977     return 1;
3978   if (code != GET_CODE (y))
3979     return 0;
3980
3981   if (COMMUTATIVE_ARITH_P (x))
3982     {
3983       return ((rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
3984                && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
3985               || (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
3986                   && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
3987     }
3988
3989   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements fails to
3990      match, return 0 for the whole thing.  */
3991
3992   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3993   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3994     {
3995       switch (fmt[i])
3996         {
3997         case 'w':
3998           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
3999             return 0;
4000           break;
4001
4002         case 'i':
4003           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
4004             return 0;
4005           break;
4006
4007         case 'E':
4008           /* Two vectors must have the same length.  */
4009           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
4010             return 0;
4011
4012           /* And the corresponding elements must match.  */
4013           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4014             if (rtx_equal_for_prefetch_p (XVECEXP (x, i, j),
4015                                           XVECEXP (y, i, j)) == 0)
4016               return 0;
4017           break;
4018
4019         case 'e':
4020           if (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)) == 0)
4021             return 0;
4022           break;
4023
4024         case 's':
4025           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
4026             return 0;
4027           break;
4028
4029         case 'u':
4030           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
4031           break;
4032
4033         case '0':
4034           break;
4035
4036           /* It is believed that rtx's at this level will never
4037              contain anything but integers and other rtx's,
4038              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
4039         default:
4040           gcc_unreachable ();
4041         }
4042     }
4043   return 1;
4044 }
4045 \f
4046 /* Remove constant addition value from the expression X (when present)
4047    and return it.  */
4048
4049 static HOST_WIDE_INT
4050 remove_constant_addition (rtx *x)
4051 {
4052   HOST_WIDE_INT addval = 0;
4053   rtx exp = *x;
4054
4055   /* Avoid clobbering a shared CONST expression.  */
4056   if (GET_CODE (exp) == CONST)
4057     {
4058       if (GET_CODE (XEXP (exp, 0)) == PLUS
4059           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 0)) == SYMBOL_REF
4060           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 1)) == CONST_INT)
4061         {
4062           *x = XEXP (XEXP (exp, 0), 0);
4063           return INTVAL (XEXP (XEXP (exp, 0), 1));
4064         }
4065       return 0;
4066     }
4067
4068   if (GET_CODE (exp) == CONST_INT)
4069     {
4070       addval = INTVAL (exp);
4071       *x = const0_rtx;
4072     }
4073
4074   /* For plus expression recurse on ourself.  */
4075   else if (GET_CODE (exp) == PLUS)
4076     {
4077       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 0));
4078       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 1));
4079
4080       /* In case our parameter was constant, remove extra zero from the
4081          expression.  */
4082       if (XEXP (exp, 0) == const0_rtx)
4083         *x = XEXP (exp, 1);
4084       else if (XEXP (exp, 1) == const0_rtx)
4085         *x = XEXP (exp, 0);
4086     }
4087
4088   return addval;
4089 }
4090
4091 /* Attempt to identify accesses to arrays that are most likely to cause cache
4092    misses, and emit prefetch instructions a few prefetch blocks forward.
4093
4094    To detect the arrays we use the GIV information that was collected by the
4095    strength reduction pass.
4096
4097    The prefetch instructions are generated after the GIV information is done
4098    and before the strength reduction process. The new GIVs are injected into
4099    the strength reduction tables, so the prefetch addresses are optimized as
4100    well.
4101
4102    GIVs are split into base address, stride, and constant addition values.
4103    GIVs with the same address, stride and close addition values are combined
4104    into a single prefetch.  Also writes to GIVs are detected, so that prefetch
4105    for write instructions can be used for the block we write to, on machines
4106    that support write prefetches.
4107
4108    Several heuristics are used to determine when to prefetch.  They are
4109    controlled by defined symbols that can be overridden for each target.  */
4110
4111 static void
4112 emit_prefetch_instructions (struct loop *loop)
4113 {
4114   int num_prefetches = 0;
4115   int num_real_prefetches = 0;
4116   int num_real_write_prefetches = 0;
4117   int num_prefetches_before = 0;
4118   int num_write_prefetches_before = 0;
4119   int ahead = 0;
4120   int i;
4121   struct iv_class *bl;
4122   struct induction *iv;
4123   struct prefetch_info info[MAX_PREFETCHES];
4124   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4125
4126   if (!HAVE_prefetch || PREFETCH_BLOCK == 0)
4127     return;
4128
4129   /* Consider only loops w/o calls.  When a call is done, the loop is probably
4130      slow enough to read the memory.  */
4131   if (PREFETCH_NO_CALL && LOOP_INFO (loop)->has_call)
4132     {
4133       if (loop_dump_stream)
4134         fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: ignoring loop: has call.\n");
4135
4136       return;
4137     }
4138
4139   /* Don't prefetch in loops known to have few iterations.  */
4140   if (PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT
4141       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4142       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations <= PREFETCH_LOW_LOOPCNT)
4143     {
4144       if (loop_dump_stream)
4145         fprintf (loop_dump_stream,
4146                  "Prefetch: ignoring loop: not enough iterations.\n");
4147       return;
4148     }
4149
4150   /* Search all induction variables and pick those interesting for the prefetch
4151      machinery.  */
4152   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4153     {
4154       struct induction *biv = bl->biv, *biv1;
4155       int basestride = 0;
4156
4157       biv1 = biv;
4158
4159       /* Expect all BIVs to be executed in each iteration.  This makes our
4160          analysis more conservative.  */
4161       while (biv1)
4162         {
4163           /* Discard non-constant additions that we can't handle well yet, and
4164              BIVs that are executed multiple times; such BIVs ought to be
4165              handled in the nested loop.  We accept not_every_iteration BIVs,
4166              since these only result in larger strides and make our
4167              heuristics more conservative.  */
4168           if (GET_CODE (biv->add_val) != CONST_INT)
4169             {
4170               if (loop_dump_stream)
4171                 {
4172                   fprintf (loop_dump_stream,
4173                     "Prefetch: ignoring biv %d: non-constant addition at insn %d:",
4174                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4175                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4176                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4177                 }
4178               break;
4179             }
4180
4181           if (biv->maybe_multiple)
4182             {
4183               if (loop_dump_stream)
4184                 {
4185                   fprintf (loop_dump_stream,
4186                            "Prefetch: ignoring biv %d: maybe_multiple at insn %i:",
4187                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4188                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4189                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4190                 }
4191               break;
4192             }
4193
4194           basestride += INTVAL (biv1->add_val);
4195           biv1 = biv1->next_iv;
4196         }
4197
4198       if (biv1 || !basestride)
4199         continue;
4200
4201       for (iv = bl->giv; iv; iv = iv->next_iv)
4202         {
4203           rtx address;
4204           rtx temp;
4205           HOST_WIDE_INT index = 0;
4206           int add = 1;
4207           HOST_WIDE_INT stride = 0;
4208           int stride_sign = 1;
4209           struct check_store_data d;
4210           const char *ignore_reason = NULL;
4211           int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (iv));
4212
4213           /* See whether an induction variable is interesting to us and if
4214              not, report the reason.  */
4215           if (iv->giv_type != DEST_ADDR)
4216             ignore_reason = "giv is not a destination address";
4217
4218           /* We are interested only in constant stride memory references
4219              in order to be able to compute density easily.  */
4220           else if (GET_CODE (iv->mult_val) != CONST_INT)
4221             ignore_reason = "stride is not constant";
4222
4223           else
4224             {
4225               stride = INTVAL (iv->mult_val) * basestride;
4226               if (stride < 0)
4227                 {
4228                   stride = -stride;
4229                   stride_sign = -1;
4230                 }
4231
4232               /* On some targets, reversed order prefetches are not
4233                  worthwhile.  */
4234               if (PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER && stride_sign < 0)
4235                 ignore_reason = "reversed order stride";
4236
4237               /* Prefetch of accesses with an extreme stride might not be
4238                  worthwhile, either.  */
4239               else if (PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE
4240                        && stride > PREFETCH_EXTREME_STRIDE)
4241                 ignore_reason = "extreme stride";
4242
4243               /* Ignore GIVs with varying add values; we can't predict the
4244                  value for the next iteration.  */
4245               else if (!loop_invariant_p (loop, iv->add_val))
4246                 ignore_reason = "giv has varying add value";
4247
4248               /* Ignore GIVs in the nested loops; they ought to have been
4249                  handled already.  */
4250               else if (iv->maybe_multiple)
4251                 ignore_reason = "giv is in nested loop";
4252             }
4253
4254           if (ignore_reason != NULL)
4255             {
4256               if (loop_dump_stream)
4257                 fprintf (loop_dump_stream,
4258                          "Prefetch: ignoring giv at %d: %s.\n",
4259                          INSN_UID (iv->insn), ignore_reason);
4260               continue;
4261             }
4262
4263           /* Determine the pointer to the basic array we are examining.  It is
4264              the sum of the BIV's initial value and the GIV's add_val.  */
4265           address = copy_rtx (iv->add_val);
4266           temp = copy_rtx (bl->initial_value);
4267
4268           address = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode, temp, address);
4269           index = remove_constant_addition (&address);
4270
4271           d.mem_write = 0;
4272           d.mem_address = *iv->location;
4273
4274           /* When the GIV is not always executed, we might be better off by
4275              not dirtying the cache pages.  */
4276           if (PREFETCH_CONDITIONAL || iv->always_executed)
4277             note_stores (PATTERN (iv->insn), check_store, &d);
4278           else
4279             {
4280               if (loop_dump_stream)
4281                 fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: Ignoring giv at %d: %s\n",
4282                          INSN_UID (iv->insn), "in conditional code.");
4283               continue;
4284             }
4285
4286           /* Attempt to find another prefetch to the same array and see if we
4287              can merge this one.  */
4288           for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4289             if (rtx_equal_for_prefetch_p (address, info[i].base_address)
4290                 && stride == info[i].stride)
4291               {
4292                 /* In case both access same array (same location
4293                    just with small difference in constant indexes), merge
4294                    the prefetches.  Just do the later and the earlier will
4295                    get prefetched from previous iteration.
4296                    The artificial threshold should not be too small,
4297                    but also not bigger than small portion of memory usually
4298                    traversed by single loop.  */
4299                 if (index >= info[i].index
4300                     && index - info[i].index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4301                   {
4302                     info[i].write |= d.mem_write;
4303                     info[i].bytes_accessed += size;
4304                     info[i].index = index;
4305                     info[i].giv = iv;
4306                     info[i].class = bl;
4307                     info[num_prefetches].base_address = address;
4308                     add = 0;
4309                     break;
4310                   }
4311
4312                 if (index < info[i].index
4313                     && info[i].index - index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4314                   {
4315                     info[i].write |= d.mem_write;
4316                     info[i].bytes_accessed += size;
4317                     add = 0;
4318                     break;
4319                   }
4320               }
4321
4322           /* Merging failed.  */
4323           if (add)
4324             {
4325               info[num_prefetches].giv = iv;
4326               info[num_prefetches].class = bl;
4327               info[num_prefetches].index = index;
4328               info[num_prefetches].stride = stride;
4329               info[num_prefetches].base_address = address;
4330               info[num_prefetches].write = d.mem_write;
4331               info[num_prefetches].bytes_accessed = size;
4332               num_prefetches++;
4333               if (num_prefetches >= MAX_PREFETCHES)
4334                 {
4335                   if (loop_dump_stream)
4336                     fprintf (loop_dump_stream,
4337                              "Maximal number of prefetches exceeded.\n");
4338                   return;
4339                 }
4340             }
4341         }
4342     }
4343
4344   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4345     {
4346       int density;
4347
4348       /* Attempt to calculate the total number of bytes fetched by all
4349          iterations of the loop.  Avoid overflow.  */
4350       if (LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4351           && ((unsigned HOST_WIDE_INT) (0xffffffff / info[i].stride)
4352               >= LOOP_INFO (loop)->n_iterations))
4353         info[i].total_bytes = info[i].stride * LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
4354       else
4355         info[i].total_bytes = 0xffffffff;
4356
4357       density = info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride;
4358
4359       /* Prefetch might be worthwhile only when the loads/stores are dense.  */
4360       if (PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM)
4361         if (density * 256 > PREFETCH_DENSE_MEM * 100
4362             && (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4363                 >= PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MIN))
4364           {
4365             info[i].prefetch_before_loop = 1;
4366             info[i].prefetch_in_loop
4367               = (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4368                  > PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX);
4369           }
4370         else
4371           {
4372             info[i].prefetch_in_loop = 0, info[i].prefetch_before_loop = 0;
4373             if (loop_dump_stream)
4374               fprintf (loop_dump_stream,
4375                   "Prefetch: ignoring giv at %d: %d%% density is too low.\n",
4376                        INSN_UID (info[i].giv->insn), density);
4377           }
4378       else
4379         info[i].prefetch_in_loop = 1, info[i].prefetch_before_loop = 1;
4380
4381       /* Find how many prefetch instructions we'll use within the loop.  */
4382       if (info[i].prefetch_in_loop != 0)
4383         {
4384           info[i].prefetch_in_loop = ((info[i].stride + PREFETCH_BLOCK - 1)
4385                                   / PREFETCH_BLOCK);
4386           num_real_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4387           if (info[i].write)
4388             num_real_write_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4389         }
4390     }
4391
4392   /* Determine how many iterations ahead to prefetch within the loop, based
4393      on how many prefetches we currently expect to do within the loop.  */
4394   if (num_real_prefetches != 0)
4395     {
4396       if ((ahead = SIMULTANEOUS_PREFETCHES / num_real_prefetches) == 0)
4397         {
4398           if (loop_dump_stream)
4399             fprintf (loop_dump_stream,
4400                      "Prefetch: ignoring prefetches within loop: ahead is zero; %d < %d\n",
4401                      SIMULTANEOUS_PREFETCHES, num_real_prefetches);
4402           num_real_prefetches = 0, num_real_write_prefetches = 0;
4403         }
4404     }
4405   /* We'll also use AHEAD to determine how many prefetch instructions to
4406      emit before a loop, so don't leave it zero.  */
4407   if (ahead == 0)
4408     ahead = PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX;
4409
4410   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4411     {
4412       /* Update if we've decided not to prefetch anything within the loop.  */
4413       if (num_real_prefetches == 0)
4414         info[i].prefetch_in_loop = 0;
4415
4416       /* Find how many prefetch instructions we'll use before the loop.  */
4417       if (info[i].prefetch_before_loop != 0)
4418         {
4419           int n = info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK;
4420           if (n > ahead)
4421             n = ahead;
4422           info[i].prefetch_before_loop = n;
4423           num_prefetches_before += n;
4424           if (info[i].write)
4425             num_write_prefetches_before += n;
4426         }
4427
4428       if (loop_dump_stream)
4429         {
4430           if (info[i].prefetch_in_loop == 0
4431               && info[i].prefetch_before_loop == 0)
4432             continue;
4433           fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch insn: %d",
4434                    INSN_UID (info[i].giv->insn));
4435           fprintf (loop_dump_stream,
4436                    "; in loop: %d; before: %d; %s\n",
4437                    info[i].prefetch_in_loop,
4438                    info[i].prefetch_before_loop,
4439                    info[i].write ? "read/write" : "read only");
4440           fprintf (loop_dump_stream,
4441                    " density: %d%%; bytes_accessed: %u; total_bytes: %u\n",
4442                    (int) (info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride),
4443                    info[i].bytes_accessed, info[i].total_bytes);
4444           fprintf (loop_dump_stream, " index: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
4445                    "; stride: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "; address: ",
4446                    info[i].index, info[i].stride);
4447           print_rtl (loop_dump_stream, info[i].base_address);
4448           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4449         }
4450     }
4451
4452   if (num_real_prefetches + num_prefetches_before > 0)
4453     {
4454       /* Record that this loop uses prefetch instructions.  */
4455       LOOP_INFO (loop)->has_prefetch = 1;
4456
4457       if (loop_dump_stream)
4458         {
4459           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed within loop: %d (write: %d)\n",
4460                    num_real_prefetches, num_real_write_prefetches);
4461           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed before loop: %d (write: %d)\n",
4462                    num_prefetches_before, num_write_prefetches_before);
4463         }
4464     }
4465
4466   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4467     {
4468       int y;
4469
4470       for (y = 0; y < info[i].prefetch_in_loop; y++)
4471         {
4472           rtx loc = copy_rtx (*info[i].giv->location);
4473           rtx insn;
4474           int bytes_ahead = PREFETCH_BLOCK * (ahead + y);
4475           rtx before_insn = info[i].giv->insn;
4476           rtx prev_insn = PREV_INSN (info[i].giv->insn);
4477           rtx seq;
4478
4479           /* We can save some effort by offsetting the address on
4480              architectures with offsettable memory references.  */
4481           if (offsettable_address_p (0, VOIDmode, loc))
4482             loc = plus_constant (loc, bytes_ahead);
4483           else
4484             {
4485               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4486               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, loc, const1_rtx,
4487                                             GEN_INT (bytes_ahead), reg,
4488                                             0, before_insn);
4489               loc = reg;
4490             }
4491
4492           start_sequence ();
4493           /* Make sure the address operand is valid for prefetch.  */
4494           if (! (*insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].predicate)
4495                   (loc, insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].mode))
4496             loc = force_reg (Pmode, loc);
4497           emit_insn (gen_prefetch (loc, GEN_INT (info[i].write),
4498                                    GEN_INT (3)));
4499           seq = get_insns ();
4500           end_sequence ();
4501           emit_insn_before (seq, before_insn);
4502
4503           /* Check all insns emitted and record the new GIV
4504              information.  */
4505           insn = NEXT_INSN (prev_insn);
4506           while (insn != before_insn)
4507             {
4508               insn = check_insn_for_givs (loop, insn,
4509                                           info[i].giv->always_executed,
4510                                           info[i].giv->maybe_multiple);
4511               insn = NEXT_INSN (insn);
4512             }
4513         }
4514
4515       if (PREFETCH_BEFORE_LOOP)
4516         {
4517           /* Emit insns before the loop to fetch the first cache lines or,
4518              if we're not prefetching within the loop, everything we expect
4519              to need.  */
4520           for (y = 0; y < info[i].prefetch_before_loop; y++)
4521             {
4522               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4523               rtx loop_start = loop->start;
4524               rtx init_val = info[i].class->initial_value;
4525               rtx add_val = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode,
4526                                                  info[i].giv->add_val,
4527                                                  GEN_INT (y * PREFETCH_BLOCK));
4528
4529               /* Functions called by LOOP_IV_ADD_EMIT_BEFORE expect a
4530                  non-constant INIT_VAL to have the same mode as REG, which
4531                  in this case we know to be Pmode.  */
4532               if (GET_MODE (init_val) != Pmode && !CONSTANT_P (init_val))
4533                 {
4534                   rtx seq;
4535
4536                   start_sequence ();
4537                   init_val = convert_to_mode (Pmode, init_val, 0);
4538                   seq = get_insns ();
4539                   end_sequence ();
4540                   loop_insn_emit_before (loop, 0, loop_start, seq);
4541                 }
4542               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, init_val,
4543                                             info[i].giv->mult_val,
4544                                             add_val, reg, 0, loop_start);
4545               emit_insn_before (gen_prefetch (reg, GEN_INT (info[i].write),
4546                                               GEN_INT (3)),
4547                                 loop_start);
4548             }
4549         }
4550     }
4551
4552   return;
4553 }
4554 \f
4555 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
4556
4557 static rtx note_insn;
4558
4559 /* Dummy register to have nonzero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
4560
4561 static rtx addr_placeholder;
4562
4563 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
4564    for the strength reduction code.  */
4565
4566 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
4567    bivs, may cause problems.  */
4568
4569 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
4570    performance problems.
4571
4572    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
4573    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
4574    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
4575    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
4576    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
4577    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
4578
4579 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
4580    positive.  */
4581
4582 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
4583    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
4584    e.g. the VAX acb insn.  */
4585
4586 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
4587    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
4588    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
4589 \f
4590 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
4591    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
4592    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
4593
4594 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
4595    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
4596    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
4597
4598 static int
4599 back_branch_in_range_p (const struct loop *loop, rtx insn)
4600 {
4601   rtx p, q, target_insn;
4602   rtx loop_start = loop->start;
4603   rtx loop_end = loop->end;
4604   rtx orig_loop_end = loop->end;
4605
4606   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
4607   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
4608   if (BARRIER_P (loop_end))
4609     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
4610
4611   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
4612      deleted insn following it.  */
4613   while (INSN_DELETED_P (insn))
4614     insn = NEXT_INSN (insn);
4615
4616   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
4617      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
4618      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
4619   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
4620     return 0;
4621
4622   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
4623     {
4624       if (JUMP_P (p))
4625         {
4626           target_insn = JUMP_LABEL (p);
4627
4628           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
4629              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
4630              since insn may not have an LUID entry.  */
4631           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
4632             if (q == target_insn)
4633               return 1;
4634         }
4635     }
4636
4637   return 0;
4638 }
4639
4640 /* Scan the loop body and call FNCALL for each insn.  In the addition to the
4641    LOOP and INSN parameters pass MAYBE_MULTIPLE and NOT_EVERY_ITERATION to the
4642    callback.
4643
4644    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if current insn is not known to be executed at
4645    least once for every loop iteration except for the last one.
4646
4647    MAYBE_MULTIPLE is 1 if current insn may be executed more than once for every
4648    loop iteration.
4649  */
4650 typedef rtx (*loop_insn_callback) (struct loop *, rtx, int, int);
4651 static void
4652 for_each_insn_in_loop (struct loop *loop, loop_insn_callback fncall)
4653 {
4654   int not_every_iteration = 0;
4655   int maybe_multiple = 0;
4656   int past_loop_latch = 0;
4657   bool exit_test_is_entry = false;
4658   rtx p;
4659
4660   /* If loop_scan_start points to the loop exit test, the loop body
4661      cannot be counted on running on every iteration, and we have to
4662      be wary of subversive use of gotos inside expression
4663      statements.  */
4664   if (prev_nonnote_insn (loop->scan_start) != prev_nonnote_insn (loop->start))
4665     {
4666       exit_test_is_entry = true;
4667       maybe_multiple = back_branch_in_range_p (loop, loop->scan_start);
4668     }
4669
4670   /* Scan through loop and update NOT_EVERY_ITERATION and MAYBE_MULTIPLE.  */
4671   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
4672        p != NULL_RTX;
4673        p = next_insn_in_loop (loop, p))
4674     {
4675       p = fncall (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple);
4676
4677       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
4678          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
4679          jump insn between here and the end of the loop either
4680          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
4681          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
4682
4683       if (LABEL_P (p))
4684         {
4685           rtx insn = p;
4686
4687           maybe_multiple = 0;
4688
4689           while (1)
4690             {
4691               insn = NEXT_INSN (insn);
4692               if (insn == loop->scan_start)
4693                 break;
4694               if (insn == loop->end)
4695                 {
4696                   if (loop->top != 0)
4697                     insn = loop->top;
4698                   else
4699                     break;
4700                   if (insn == loop->scan_start)
4701                     break;
4702                 }
4703
4704               if (JUMP_P (insn)
4705                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
4706                   && (!any_condjump_p (insn)
4707                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
4708                           && JUMP_LABEL (insn) != loop->scan_start
4709                           && !loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
4710                 {
4711                   maybe_multiple = 1;
4712                   break;
4713                 }
4714             }
4715         }
4716
4717       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4718          on whether they will be executed during each iteration.  */
4719       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4720          code in scan_loop.  */
4721       if (JUMP_P (p)
4722       /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4723          beginning, don't set not_every_iteration for that.
4724          This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4725          will be executed if the loop is executed.  */
4726           && (exit_test_is_entry
4727               || !(JUMP_LABEL (p) == loop->top
4728                    && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
4729                         && any_uncondjump_p (p))
4730                        || (NEXT_INSN (p) == loop->end
4731                            && any_condjump_p (p))))))
4732         {
4733           rtx label = 0;
4734
4735           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4736              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4737              loop->exits_labels list.  */
4738
4739           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
4740             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4741               break;
4742
4743           if (!label)
4744             not_every_iteration = 1;
4745         }
4746
4747       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
4748          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
4749          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
4750          a new loop iteration.
4751
4752          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
4753          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
4754          which immediately follows LOOP_START.  */
4755       if (JUMP_P (p)
4756           && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop->start))
4757         past_loop_latch = 1;
4758
4759       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4760          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4761          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4762          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4763
4764          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4765          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
4766          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
4767          executed each iteration.  */
4768
4769       if (not_every_iteration
4770           && !past_loop_latch
4771           && LABEL_P (p)
4772           && no_labels_between_p (p, loop->end))
4773         not_every_iteration = 0;
4774     }
4775 }
4776 \f
4777 static void
4778 loop_bivs_find (struct loop *loop)
4779 {
4780   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
4781   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4782   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4783   struct iv_class *bl, **backbl;
4784
4785   ivs->list = 0;
4786
4787   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_bivs);
4788
4789   /* Scan ivs->list to remove all regs that proved not to be bivs.
4790      Make a sanity check against regs->n_times_set.  */
4791   for (backbl = &ivs->list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
4792     {
4793       if (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4794           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
4795           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
4796           || regs->array[bl->regno].n_times_set != bl->biv_count
4797           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
4798              move.  So leave it alone.  */
4799           || ! bl->incremented)
4800         {
4801           if (loop_dump_stream)
4802             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: discarded, %s\n",
4803                      bl->regno,
4804                      (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4805                       ? "not induction variable"
4806                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
4807                          : "count error")));
4808
4809           REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
4810           *backbl = bl->next;
4811         }
4812       else
4813         {
4814           backbl = &bl->next;
4815
4816           if (loop_dump_stream)
4817             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: verified\n", bl->regno);
4818         }
4819     }
4820 }
4821
4822
4823 /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
4824    extended basic block.  */
4825 static void
4826 loop_bivs_init_find (struct loop *loop)
4827 {
4828   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4829   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4830   struct iv_class *bl;
4831   int call_seen;
4832   rtx p;
4833
4834   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
4835      halting at first label.  Also record any test condition.  */
4836
4837   call_seen = 0;
4838   for (p = loop->start; p && !LABEL_P (p); p = PREV_INSN (p))
4839     {
4840       rtx test;
4841
4842       note_insn = p;
4843
4844       if (CALL_P (p))
4845         call_seen = 1;
4846
4847       if (INSN_P (p))
4848         note_stores (PATTERN (p), record_initial, ivs);
4849
4850       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
4851          between it and the start of loop.  We only care about tests with
4852          constants and registers and only certain of those.  */
4853       if (JUMP_P (p)
4854           && JUMP_LABEL (p) != 0
4855           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop->end)
4856           && (test = get_condition_for_loop (loop, p)) != 0
4857           && REG_P (XEXP (test, 0))
4858           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
4859           && (bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (XEXP (test, 0)))) != 0
4860           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop->start)
4861           && bl->init_insn == 0)
4862         {
4863           /* If an NE test, we have an initial value!  */
4864           if (GET_CODE (test) == NE)
4865             {
4866               bl->init_insn = p;
4867               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
4868                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
4869             }
4870           else
4871             bl->initial_test = test;
4872         }
4873     }
4874 }
4875
4876
4877 /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
4878    initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
4879    in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
4880 static void
4881 loop_bivs_check (struct loop *loop)
4882 {
4883   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4884   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4885   struct iv_class *bl;
4886   struct iv_class **backbl;
4887
4888   for (backbl = &ivs->list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
4889     {
4890       rtx src;
4891       rtx note;
4892
4893       if (! bl->init_insn)
4894         continue;
4895
4896       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
4897          is a constant, use the value of that.  */
4898       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
4899            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
4900           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
4901               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
4902         src = XEXP (note, 0);
4903       else
4904         src = SET_SRC (bl->init_set);
4905
4906       if (loop_dump_stream)
4907         fprintf (loop_dump_stream,
4908                  "Biv %d: initialized at insn %d: initial value ",
4909                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
4910
4911       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
4912            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4913           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn,
4914                                     LOOP_INFO (loop)->pre_header_has_call,
4915                                     loop->start))
4916         {
4917           bl->initial_value = src;
4918
4919           if (loop_dump_stream)
4920             {
4921               print_simple_rtl (loop_dump_stream, src);
4922               fputc ('\n', loop_dump_stream);
4923             }
4924         }
4925       /* If we can't make it a giv,
4926          let biv keep initial value of "itself".  */
4927       else if (loop_dump_stream)
4928         fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4929     }
4930 }
4931
4932
4933 /* Search the loop for general induction variables.  */
4934
4935 static void
4936 loop_givs_find (struct loop* loop)
4937 {
4938   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_givs);
4939 }
4940
4941
4942 /* For each giv for which we still don't know whether or not it is
4943    replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4944    can be calculated.  */
4945
4946 static void
4947 loop_givs_check (struct loop *loop)
4948 {
4949   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4950   struct iv_class *bl;
4951
4952   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4953     {
4954       struct induction *v;
4955
4956       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4957         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4958           check_final_value (loop, v);
4959     }
4960 }
4961
4962 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
4963    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
4964    value of giv's.  */
4965
4966 static rtx
4967 fold_rtx_mult_add (rtx mult1, rtx mult2, rtx add1, enum machine_mode mode)
4968 {
4969   rtx temp, mult_res;
4970   rtx result;
4971
4972   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
4973      check to make sure.  */
4974   gcc_assert (GET_MODE (mult1) == mode || GET_MODE (mult1) == VOIDmode);
4975   gcc_assert (GET_MODE (mult2) == mode || GET_MODE (mult2) == VOIDmode);
4976   gcc_assert (GET_MODE (add1) == mode || GET_MODE (add1) == VOIDmode);
4977
4978   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
4979      will be a constant.  */
4980   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
4981     {
4982       temp = mult2;
4983       mult2 = mult1;
4984       mult1 = temp;
4985     }
4986
4987   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
4988   if (! mult_res)
4989     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
4990
4991   /* Again, put the constant second.  */
4992   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
4993     {
4994       temp = add1;
4995       add1 = mult_res;
4996       mult_res = temp;
4997     }
4998
4999   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
5000   if (! result)
5001     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
5002
5003   return result;
5004 }
5005
5006 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
5007    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
5008
5009    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
5010    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
5011
5012 static rtx
5013 biv_total_increment (const struct iv_class *bl)
5014 {
5015   struct induction *v;
5016   rtx result;
5017
5018   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
5019      instruction must be executed only once each time through the loop.
5020      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
5021      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
5022      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
5023      an increment).  */
5024
5025   result = const0_rtx;
5026   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5027     {
5028       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
5029           && ! v->maybe_multiple
5030           && SCALAR_INT_MODE_P (v->mode))
5031         {
5032           /* If we have already counted it, skip it.  */
5033           if (v->same)
5034             continue;
5035
5036           result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
5037         }
5038       else
5039         return 0;
5040     }
5041
5042   return result;
5043 }
5044
5045 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
5046    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
5047    the register to some value, and appears before the first use of the register
5048    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
5049
5050 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
5051    it can search past if statements and other similar structures.  */
5052
5053 static int
5054 reg_dead_after_loop (const struct loop *loop, rtx reg)
5055 {
5056   rtx insn, label;
5057   int jump_count = 0;
5058   int label_count = 0;
5059
5060   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
5061      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
5062      have any way to identify those, so we just give up if there are any
5063      such inner loop exits.  */
5064
5065   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5066     label_count++;
5067
5068   if (label_count != loop->exit_count)
5069     return 0;
5070
5071   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
5072      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
5073      list to it.  */
5074   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
5075   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
5076
5077   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5078     {
5079       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
5080          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
5081          a conditional jump.  */
5082
5083       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
5084       while (insn)
5085         {
5086           if (INSN_P (insn))
5087             {
5088               rtx set, note;
5089
5090               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
5091                 return 0;
5092
5093               note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
5094               if (note && reg_overlap_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
5095                 return 0;
5096
5097               set = single_set (insn);
5098               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
5099                 break;
5100
5101               if (JUMP_P (insn))
5102                 {
5103                   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
5104                     break;
5105                   else if (!any_uncondjump_p (insn)
5106                            /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
5107                            || jump_count++ > 20)
5108                     return 0;
5109                   else
5110                     insn = JUMP_LABEL (insn);
5111                 }
5112             }
5113
5114           insn = NEXT_INSN (insn);
5115         }
5116     }
5117
5118   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
5119   return 1;
5120 }
5121
5122 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
5123    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
5124
5125 static rtx
5126 final_biv_value (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5127 {
5128   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
5129   rtx increment, tem;
5130
5131   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
5132
5133   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
5134     return 0;
5135
5136   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
5137      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
5138      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
5139      no other loop exits, so we can return any value.  */
5140   if (bl->reversed)
5141     {
5142       if (loop_dump_stream)
5143         fprintf (loop_dump_stream,
5144                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
5145
5146       return const0_rtx;
5147     }
5148
5149   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
5150      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
5151      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
5152      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
5153      value of the biv must be invariant.  */
5154
5155   if (n_iterations != 0
5156       && ! loop->exit_count
5157       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
5158     {
5159       increment = biv_total_increment (bl);
5160
5161       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
5162         {
5163           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
5164              end to calculate this value into a temporary register in
5165              case it is needed later.  */
5166
5167           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
5168           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
5169           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
5170                                  bl->initial_value, tem);
5171
5172           if (loop_dump_stream)
5173             fprintf (loop_dump_stream,
5174                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
5175
5176           return tem;
5177         }
5178     }
5179
5180   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
5181   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
5182     {
5183       if (loop_dump_stream)
5184         fprintf (loop_dump_stream,
5185                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
5186                  bl->regno);
5187
5188       return const0_rtx;
5189     }
5190
5191   return 0;
5192 }
5193
5194 /* Return nonzero if it is possible to eliminate the biv BL provided
5195    all givs are reduced.  This is possible if either the reg is not
5196    used outside the loop, or we can compute what its final value will
5197    be.  */
5198
5199 static int
5200 loop_biv_eliminable_p (struct loop *loop, struct iv_class *bl,
5201                        int threshold, int insn_count)
5202 {
5203   /* For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
5204      don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for this
5205      biv.  */
5206
5207 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
5208   if (bl->nonneg)
5209     {
5210       if (loop_dump_stream)
5211         fprintf (loop_dump_stream,
5212                  "Cannot eliminate nonneg biv %d.\n", bl->regno);
5213       return 0;
5214     }
5215 #endif
5216
5217   /* Check that biv is used outside loop or if it has a final value.
5218      Compare against bl->init_insn rather than loop->start.  We aren't
5219      concerned with any uses of the biv between init_insn and
5220      loop->start since these won't be affected by the value of the biv
5221      elsewhere in the function, so long as init_insn doesn't use the
5222      biv itself.  */
5223
5224   if ((REGNO_LAST_LUID (bl->regno) < INSN_LUID (loop->end)
5225        && bl->init_insn
5226        && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
5227        && REGNO_FIRST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (bl->init_insn)
5228        && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
5229       || (bl->final_value = final_biv_value (loop, bl)))
5230     return maybe_eliminate_biv (loop, bl, 0, threshold, insn_count);
5231
5232   if (loop_dump_stream)
5233     {
5234       fprintf (loop_dump_stream,
5235                "Cannot eliminate biv %d.\n",
5236                bl->regno);
5237       fprintf (loop_dump_stream,
5238                "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
5239                REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
5240                REGNO_LAST_UID (bl->regno));
5241     }
5242   return 0;
5243 }
5244
5245
5246 /* Reduce each giv of BL that we have decided to reduce.  */
5247
5248 static void
5249 loop_givs_reduce (struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5250 {
5251   struct induction *v;
5252
5253   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5254     {
5255       struct induction *tv;
5256       if (! v->ignore && v->same == 0)
5257         {
5258           int auto_inc_opt = 0;
5259
5260           /* If the code for derived givs immediately below has already
5261              allocated a new_reg, we must keep it.  */
5262           if (! v->new_reg)
5263             v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
5264
5265 #ifdef AUTO_INC_DEC
5266           /* If the target has auto-increment addressing modes, and
5267              this is an address giv, then try to put the increment
5268              immediately after its use, so that flow can create an
5269              auto-increment addressing mode.  */
5270           /* Don't do this for loops entered at the bottom, to avoid
5271              this invalid transformation:
5272                 jmp L;          ->          jmp L;
5273              TOP:                       TOP:
5274                 use giv                     use giv
5275              L:                             inc giv
5276                 inc biv                 L:
5277                 test biv                    test giv
5278                 cbr TOP                     cbr TOP
5279           */
5280           if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
5281               && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
5282               /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
5283                  does not have a valid INSN_LUID.  */
5284               && ! bl->reversed
5285               && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
5286               && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop
5287               && !loop->top)    
5288             {
5289               /* If other giv's have been combined with this one, then
5290                  this will work only if all uses of the other giv's occur
5291                  before this giv's insn.  This is difficult to check.
5292
5293                  We simplify this by looking for the common case where
5294                  there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
5295                  last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
5296                  increment occurs after the address giv, then we can
5297                  perform the optimization.  (Otherwise, the increment
5298                  would have to go before other_giv, and we would not be
5299                  able to combine it with the address giv to get an
5300                  auto-inc address.)  */
5301               if (v->combined_with)
5302                 {
5303                   struct induction *other_giv = 0;
5304
5305                   for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
5306                     if (tv->same == v)
5307                       {
5308                         if (other_giv)
5309                           break;
5310                         else
5311                           other_giv = tv;
5312                       }
5313                   if (! tv && other_giv
5314                       && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
5315                       && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
5316                           == INSN_UID (v->insn))
5317                       && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
5318                     auto_inc_opt = 1;
5319                 }
5320               /* Check for case where increment is before the address
5321                  giv.  Do this test in "loop order".  */
5322               else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
5323                         && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5324                             || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
5325                                 > INSN_LUID (loop->scan_start))))
5326                        || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5327                            && (INSN_LUID (loop->scan_start)
5328                                < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
5329                 auto_inc_opt = -1;
5330               else
5331                 auto_inc_opt = 1;
5332
5333 #ifdef HAVE_cc0
5334               {
5335                 rtx prev;
5336
5337                 /* We can't put an insn immediately after one setting
5338                    cc0, or immediately before one using cc0.  */
5339                 if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
5340                     || (auto_inc_opt == -1
5341                         && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
5342                         && INSN_P (prev)
5343                         && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
5344                   auto_inc_opt = 0;
5345               }
5346 #endif
5347
5348               if (auto_inc_opt)
5349                 v->auto_inc_opt = 1;
5350             }
5351 #endif
5352
5353           /* For each place where the biv is incremented, add an insn
5354              to increment the new, reduced reg for the giv.  */
5355           for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
5356             {
5357               rtx insert_before;
5358
5359               /* Skip if location is the same as a previous one.  */
5360               if (tv->same)
5361                 continue;
5362               if (! auto_inc_opt)
5363                 insert_before = NEXT_INSN (tv->insn);
5364               else if (auto_inc_opt == 1)
5365                 insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
5366               else
5367                 insert_before = v->insn;
5368
5369               if (tv->mult_val == const1_rtx)
5370                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5371                                               v->new_reg, v->new_reg,
5372                                               0, insert_before);
5373               else /* tv->mult_val == const0_rtx */
5374                 /* A multiply is acceptable here
5375                    since this is presumed to be seldom executed.  */
5376                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5377                                               v->add_val, v->new_reg,
5378                                               0, insert_before);
5379             }
5380
5381           /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
5382
5383           loop_iv_add_mult_hoist (loop,
5384                                   extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5385                                   v->mult_val, v->add_val, v->new_reg);
5386         }
5387     }
5388 }
5389
5390
5391 /* Check for givs whose first use is their definition and whose
5392    last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
5393    dead and should not be used to derive another giv nor to
5394    eliminate a biv.  */
5395
5396 static void
5397 loop_givs_dead_check (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, struct iv_class *bl)
5398 {
5399   struct induction *v;
5400
5401   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5402     {
5403       if (v->ignore
5404           || (v->same && v->same->ignore))
5405         continue;
5406
5407       if (v->giv_type == DEST_REG
5408           && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
5409         {
5410           struct induction *v1;
5411
5412           for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
5413             if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
5414               v->maybe_dead = 1;
5415         }
5416     }
5417 }
5418
5419
5420 static void
5421 loop_givs_rescan (struct loop *loop, struct iv_class *bl, rtx *reg_map)
5422 {
5423   struct induction *v;
5424
5425   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5426     {
5427       if (v->same && v->same->ignore)
5428         v->ignore = 1;
5429
5430       if (v->ignore)
5431         continue;
5432
5433       /* Update expression if this was combined, in case other giv was
5434          replaced.  */
5435       if (v->same)
5436         v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
5437                                   v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
5438
5439       /* See if this register is known to be a pointer to something.  If
5440          so, see if we can find the alignment.  First see if there is a
5441          destination register that is a pointer.  If so, this shares the
5442          alignment too.  Next see if we can deduce anything from the
5443          computational information.  If not, and this is a DEST_ADDR
5444          giv, at least we know that it's a pointer, though we don't know
5445          the alignment.  */
5446       if (REG_P (v->new_reg)
5447           && v->giv_type == DEST_REG
5448           && REG_POINTER (v->dest_reg))
5449         mark_reg_pointer (v->new_reg,
5450                           REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->dest_reg)));
5451       else if (REG_P (v->new_reg)
5452                && REG_POINTER (v->src_reg))
5453         {
5454           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->src_reg));
5455
5456           if (align == 0
5457               || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
5458               || INTVAL (v->add_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5459             align = 0;
5460
5461           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5462         }
5463       else if (REG_P (v->new_reg)
5464                && REG_P (v->add_val)
5465                && REG_POINTER (v->add_val))
5466         {
5467           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->add_val));
5468
5469           if (align == 0 || GET_CODE (v->mult_val) != CONST_INT
5470               || INTVAL (v->mult_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5471             align = 0;
5472
5473           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5474         }
5475       else if (REG_P (v->new_reg) && v->giv_type == DEST_ADDR)
5476         mark_reg_pointer (v->new_reg, 0);
5477
5478       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
5479         /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
5480            this giv.  */
5481         validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
5482       else if (v->replaceable)
5483         {
5484           reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
5485         }
5486       else
5487         {
5488           rtx original_insn = v->insn;
5489           rtx note;
5490
5491           /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
5492              the reduced giv, same as above.  */
5493           v->insn = loop_insn_emit_after (loop, 0, original_insn,
5494                                           gen_move_insn (v->dest_reg,
5495                                                          v->new_reg));
5496
5497           /* The original insn may have a REG_EQUAL note.  This note is
5498              now incorrect and may result in invalid substitutions later.
5499              The original insn is dead, but may be part of a libcall
5500              sequence, which doesn't seem worth the bother of handling.  */
5501           note = find_reg_note (original_insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5502           if (note)
5503             remove_note (original_insn, note);
5504         }
5505
5506       /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
5507          biv, and which are live outside the loop, must be set to their
5508          correct final value.  This insn is only needed if the giv is
5509          not replaceable.  The correct final value is the same as the
5510          value that the giv starts the reversed loop with.  */
5511       if (bl->reversed && ! v->replaceable)
5512         loop_iv_add_mult_sink (loop,
5513                                extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5514                                v->mult_val, v->add_val, v->dest_reg);
5515       else if (v->final_value)
5516         loop_insn_sink_or_swim (loop,
5517                                 gen_load_of_final_value (v->dest_reg,
5518                                                          v->final_value));
5519
5520       if (loop_dump_stream)
5521         {
5522           fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
5523                    INSN_UID (v->insn));
5524           print_simple_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
5525           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5526         }
5527     }
5528 }
5529
5530
5531 static int
5532 loop_giv_reduce_benefit (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
5533                          struct iv_class *bl, struct induction *v,
5534                          rtx test_reg)
5535 {
5536   int add_cost;
5537   int benefit;
5538
5539   benefit = v->benefit;
5540   PUT_MODE (test_reg, v->mode);
5541   add_cost = iv_add_mult_cost (bl->biv->add_val, v->mult_val,
5542                                test_reg, test_reg);
5543
5544   /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert a
5545      move-insn to replace the insn that calculates this giv.  Don't do
5546      this unless the giv is a user variable, since it will often be
5547      marked non-replaceable because of the duplication of the exit
5548      code outside the loop.  In such a case, the copies we insert are
5549      dead and will be deleted.  So they don't have a cost.  Similar
5550      situations exist.  */
5551   /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job of
5552      finding replaceable giv's, and hence this code may no longer be
5553      necessary.  */
5554   if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
5555       && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
5556     benefit -= copy_cost;
5557
5558   /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will insert
5559      to increment the reduced reg for the giv.  ??? This can
5560      overestimate the run-time cost of the additional insns, e.g. if
5561      there are multiple basic blocks that increment the biv, but only
5562      one of these blocks is executed during each iteration.  There is
5563      no good way to detect cases like this with the current structure
5564      of the loop optimizer.  This code is more accurate for
5565      determining code size than run-time benefits.  */
5566   benefit -= add_cost * bl->biv_count;
5567
5568   /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
5569      unchanged (recompute it from the biv each time it is used).  This
5570      decision can be made independently for each giv.  */
5571
5572 #ifdef AUTO_INC_DEC
5573   /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
5574      new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
5575      add_cost that was done above).  */
5576   if (v->giv_type == DEST_ADDR
5577       /* Increasing the benefit is risky, since this is only a guess.
5578          Avoid increasing register pressure in cases where there would
5579          be no other benefit from reducing this giv.  */
5580       && benefit > 0
5581       && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
5582     {
5583       int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (v->mem));
5584
5585       if (HAVE_POST_INCREMENT
5586           && INTVAL (v->mult_val) == size)
5587         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5588       else if (HAVE_PRE_INCREMENT
5589                && INTVAL (v->mult_val) == size)
5590         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5591       else if (HAVE_POST_DECREMENT
5592                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5593         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5594       else if (HAVE_PRE_DECREMENT
5595                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5596         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5597     }
5598 #endif
5599
5600   return benefit;
5601 }
5602
5603
5604 /* Free IV structures for LOOP.  */
5605
5606 static void
5607 loop_ivs_free (struct loop *loop)
5608 {
5609   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5610   struct iv_class *iv = ivs->list;
5611
5612   free (ivs->regs);
5613
5614   while (iv)
5615     {
5616       struct iv_class *next = iv->next;
5617       struct induction *induction;
5618       struct induction *next_induction;
5619
5620       for (induction = iv->biv; induction; induction = next_induction)
5621         {
5622           next_induction = induction->next_iv;
5623           free (induction);
5624         }
5625       for (induction = iv->giv; induction; induction = next_induction)
5626         {
5627           next_induction = induction->next_iv;
5628           free (induction);
5629         }
5630
5631       free (iv);
5632       iv = next;
5633     }
5634 }
5635
5636 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
5637    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
5638    the SET_SRC of REG.  */
5639
5640 static rtx
5641 loop_find_equiv_value (const struct loop *loop, rtx reg)
5642 {
5643   rtx loop_start = loop->start;
5644   rtx insn, set;
5645   rtx ret;
5646
5647   ret = reg;
5648   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
5649     {
5650       if (LABEL_P (insn))
5651         break;
5652
5653       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
5654         {
5655           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
5656              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
5657              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
5658           if ((set = single_set (insn))
5659               && (SET_DEST (set) == reg))
5660             {
5661               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5662
5663               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
5664                  Other things, divide in particular, will cause
5665                  problems later if we use them.  */
5666               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
5667                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
5668                 ret = XEXP (note, 0);
5669               else
5670                 ret = SET_SRC (set);
5671
5672               /* We cannot do this if it changes between the
5673                  assignment and loop start though.  */
5674               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
5675                 ret = reg;
5676             }
5677           break;
5678         }
5679     }
5680   return ret;
5681 }
5682
5683 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
5684    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
5685    REG or a PLUS of a REG.  */
5686
5687 static rtx
5688 find_common_reg_term (rtx op0, rtx op1)
5689 {
5690   if ((REG_P (op0) || GET_CODE (op0) == PLUS)
5691       && (REG_P (op1) || GET_CODE (op1) == PLUS))
5692     {
5693       rtx op00;
5694       rtx op01;
5695       rtx op10;
5696       rtx op11;
5697
5698       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
5699         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
5700       else
5701         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
5702
5703       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
5704         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
5705       else
5706         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
5707
5708       /* Find and return common register term if present.  */
5709       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
5710         return op00;
5711       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
5712         return op01;
5713     }
5714
5715   /* No common register term found.  */
5716   return NULL_RTX;
5717 }
5718
5719 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
5720    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
5721    be calculated, otherwise returns zero.  */
5722
5723 static unsigned HOST_WIDE_INT
5724 loop_iterations (struct loop *loop)
5725 {
5726   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
5727   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5728   rtx comparison, comparison_value;
5729   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
5730   enum rtx_code comparison_code;
5731   HOST_WIDE_INT inc;
5732   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
5733   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
5734   int off_by_one;
5735   int increment_dir;
5736   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
5737   rtx last_loop_insn;
5738   struct iv_class *bl;
5739
5740   loop_info->n_iterations = 0;
5741   loop_info->initial_value = 0;
5742   loop_info->initial_equiv_value = 0;
5743   loop_info->comparison_value = 0;
5744   loop_info->final_value = 0;
5745   loop_info->final_equiv_value = 0;
5746   loop_info->increment = 0;
5747   loop_info->iteration_var = 0;
5748   loop_info->iv = 0;
5749
5750   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
5751      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
5752      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
5753      loop_end.  */
5754   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
5755
5756   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
5757      at the end of the loop.  The following code assumes that
5758      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
5759   if (!JUMP_P (last_loop_insn))
5760     {
5761       if (loop_dump_stream)
5762         fprintf (loop_dump_stream,
5763                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
5764       return 0;
5765     }
5766
5767   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
5768      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
5769   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
5770     {
5771       if (loop_dump_stream)
5772         fprintf (loop_dump_stream,
5773                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
5774       return 0;
5775     }
5776
5777   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
5778      branch, and the insn before tests a register value, make that the
5779      iteration variable.  */
5780
5781   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
5782   if (comparison == 0)
5783     {
5784       if (loop_dump_stream)
5785         fprintf (loop_dump_stream,
5786                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
5787       return 0;
5788     }
5789
5790   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
5791      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
5792
5793   comparison_code = GET_CODE (comparison);
5794   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
5795   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
5796
5797   if (!REG_P (iteration_var))
5798     {
5799       if (loop_dump_stream)
5800         fprintf (loop_dump_stream,
5801                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
5802       return 0;
5803     }
5804
5805   /* The only new registers that are created before loop iterations
5806      are givs made from biv increments or registers created by
5807      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
5808      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
5809      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
5810
5811   gcc_assert ((unsigned) REGNO (iteration_var) < ivs->n_regs
5812               || REG_USERVAR_P (iteration_var));
5813
5814   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
5815      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
5816      the strength reduction pass to calculate these values.  */
5817
5818   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
5819   initial_value = 0;
5820   increment = 0;
5821
5822   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
5823      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
5824      value if possible.  */
5825
5826   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
5827      reg_iv_type entry for it.  */
5828   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
5829     {
5830       if (loop_dump_stream)
5831         fprintf (loop_dump_stream,
5832                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
5833       return 0;
5834     }
5835
5836   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
5837      could result in a number of iterations greater than the range of our
5838      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
5839   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
5840             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5841     {
5842       if (loop_dump_stream)
5843         fprintf (loop_dump_stream,
5844                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
5845       return 0;
5846     }
5847   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
5848     {
5849       if (loop_dump_stream)
5850         fprintf (loop_dump_stream,
5851                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
5852       return 0;
5853     }
5854
5855   /* Try swapping the comparison to identify a suitable iv.  */
5856   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != BASIC_INDUCT
5857       && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != GENERAL_INDUCT
5858       && REG_P (comparison_value)
5859       && REGNO (comparison_value) < ivs->n_regs)
5860     {
5861       rtx temp = comparison_value;
5862       comparison_code = swap_condition (comparison_code);
5863       comparison_value = iteration_var;
5864       iteration_var = temp;
5865     }
5866
5867   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
5868     {
5869       gcc_assert (REGNO (iteration_var) < ivs->n_regs);
5870
5871       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
5872       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
5873       initial_value = bl->initial_value;
5874       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
5875         {
5876           if (loop_dump_stream)
5877             fprintf (loop_dump_stream,
5878                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
5879           return 0;
5880         }
5881
5882       increment = biv_total_increment (bl);
5883     }
5884   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
5885     {
5886       HOST_WIDE_INT offset = 0;
5887       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
5888       rtx biv_initial_value;
5889
5890       gcc_assert (REGNO (v->src_reg) < ivs->n_regs);
5891
5892       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
5893         {
5894           if (loop_dump_stream)
5895             fprintf (loop_dump_stream,
5896                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
5897           return 0;
5898         }
5899
5900       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
5901
5902       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
5903
5904       increment = biv_total_increment (bl);
5905       if (increment)
5906         {
5907           struct induction *biv_inc;
5908
5909           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
5910                                          extend_value_for_giv (v, increment),
5911                                          const0_rtx, v->mode);
5912           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
5913              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
5914              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
5915              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
5916              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
5917              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
5918           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
5919             {
5920               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
5921                 {
5922                   if (REG_P (biv_inc->add_val))
5923                     {
5924                       if (loop_dump_stream)
5925                         fprintf (loop_dump_stream,
5926                                  "Loop iterations: Basic induction var add_val is REG %d.\n",
5927                                  REGNO (biv_inc->add_val));
5928                         return 0;
5929                     }
5930
5931                   /* If we have already counted it, skip it.  */
5932                   if (biv_inc->same)
5933                     continue;
5934
5935                   offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
5936                 }
5937             }
5938         }
5939       if (loop_dump_stream)
5940         fprintf (loop_dump_stream,
5941                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
5942                  (long) offset);
5943
5944       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
5945          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
5946       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
5947       initial_value
5948         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
5949                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
5950                              v->add_val, v->mode);
5951     }
5952   else
5953     {
5954       if (loop_dump_stream)
5955         fprintf (loop_dump_stream,
5956                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
5957       return 0;
5958     }
5959
5960   if (initial_value == 0)
5961     return 0;
5962
5963   unsigned_p = 0;
5964   off_by_one = 0;
5965   switch (comparison_code)
5966     {
5967     case LEU:
5968       unsigned_p = 1;
5969     case LE:
5970       compare_dir = 1;
5971       off_by_one = 1;
5972       break;
5973     case GEU:
5974       unsigned_p = 1;
5975     case GE:
5976       compare_dir = -1;
5977       off_by_one = -1;
5978       break;
5979     case EQ:
5980       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
5981       compare_dir = 0;
5982       break;
5983     case LTU:
5984       unsigned_p = 1;
5985     case LT:
5986       compare_dir = 1;
5987       break;
5988     case GTU:
5989       unsigned_p = 1;
5990     case GT:
5991       compare_dir = -1;
5992       break;
5993     case NE:
5994       compare_dir = 0;
5995       break;
5996     default:
5997       gcc_unreachable ();
5998     }
5999
6000   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
6001      its value from the insns before the start of the loop.  */
6002
6003   final_value = comparison_value;
6004   if (REG_P (comparison_value)
6005       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
6006     {
6007       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
6008
6009       /* If we don't get an invariant final value, we are better
6010          off with the original register.  */
6011       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
6012         final_value = comparison_value;
6013     }
6014
6015   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
6016      (on the last successful iteration).  The exact final value
6017      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
6018      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
6019      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
6020      initial_value) % increment != 0.
6021      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
6022      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
6023      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
6024   if (off_by_one)
6025     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
6026
6027   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
6028      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
6029      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
6030      optimizations may obscure the loop's structure.
6031
6032      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
6033      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
6034      Only the difference between final_value and initial_value is
6035      important.  Note that final_value is only approximate.  */
6036   loop_info->initial_value = initial_value;
6037   loop_info->comparison_value = comparison_value;
6038   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
6039   loop_info->increment = increment;
6040   loop_info->iteration_var = iteration_var;
6041   loop_info->comparison_code = comparison_code;
6042   loop_info->iv = bl;
6043
6044   /* Try to determine the iteration count for loops such
6045      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
6046      loop optimization twice, the first pass often converts simple
6047      loops into this form.  */
6048
6049   if (REG_P (initial_value))
6050     {
6051       rtx reg1;
6052       rtx reg2;
6053       rtx const2;
6054
6055       reg1 = initial_value;
6056       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
6057         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
6058       else
6059         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
6060
6061       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
6062          where reg1 != reg2.  */
6063       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
6064         {
6065           rtx temp;
6066
6067           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
6068              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
6069           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
6070
6071           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
6072             initial_value = temp;
6073           else if (loop_invariant_p (loop, reg2))
6074             {
6075               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
6076                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
6077                  the latter case for now since it is not so common.  */
6078               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
6079
6080               if (temp == loop_info->iteration_var)
6081                 temp = initial_value;
6082               if (temp == reg1)
6083                 final_value = (const2 == const0_rtx)
6084                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
6085             }
6086         }
6087     }
6088
6089   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
6090   loop_info->final_equiv_value = final_value;
6091
6092   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
6093      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
6094      return early for any other reason.  */
6095   if (comparison_code == EQ)
6096     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
6097
6098   if (increment == 0)
6099     {
6100       if (loop_dump_stream)
6101         fprintf (loop_dump_stream,
6102                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
6103       return 0;
6104     }
6105
6106   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6107     {
6108       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
6109       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
6110          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
6111       if (REG_P (increment) || GET_CODE (increment) == SUBREG)
6112         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
6113
6114       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6115         {
6116           if (loop_dump_stream)
6117             {
6118               fprintf (loop_dump_stream,
6119                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
6120               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
6121               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6122             }
6123           return 0;
6124         }
6125       loop_info->increment = increment;
6126     }
6127
6128   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
6129     {
6130       if (loop_dump_stream)
6131         {
6132           fprintf (loop_dump_stream,
6133                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
6134           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
6135           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6136         }
6137       return 0;
6138     }
6139   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
6140     {
6141       if (loop_dump_stream)
6142         {
6143           fprintf (loop_dump_stream,
6144                    "Loop iterations: Final value not constant ");
6145           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
6146           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6147         }
6148       return 0;
6149     }
6150   else if (comparison_code == EQ)
6151     {
6152       rtx inc_once;
6153
6154       if (loop_dump_stream)
6155         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
6156
6157       inc_once = gen_int_mode (INTVAL (initial_value) + INTVAL (increment),
6158                                GET_MODE (iteration_var));
6159
6160       if (inc_once == final_value)
6161         {
6162           /* The iterator value once through the loop is equal to the
6163              comparison value.  Either we have an infinite loop, or
6164              we'll loop twice.  */
6165           if (increment == const0_rtx)
6166             return 0;
6167           loop_info->n_iterations = 2;
6168         }
6169       else
6170         loop_info->n_iterations = 1;
6171
6172       if (GET_CODE (loop_info->initial_value) == CONST_INT)
6173         loop_info->final_value
6174           = gen_int_mode ((INTVAL (loop_info->initial_value)
6175                            + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6176                           GET_MODE (iteration_var));
6177       else
6178         loop_info->final_value
6179           = plus_constant (loop_info->initial_value,
6180                            loop_info->n_iterations * INTVAL (increment));
6181       loop_info->final_equiv_value
6182         = gen_int_mode ((INTVAL (initial_value)
6183                          + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6184                         GET_MODE (iteration_var));
6185       return loop_info->n_iterations;
6186     }
6187
6188   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
6189   if (unsigned_p)
6190     final_larger
6191       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6192          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
6193         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6194            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
6195   else
6196     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
6197       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
6198
6199   if (INTVAL (increment) > 0)
6200     increment_dir = 1;
6201   else if (INTVAL (increment) == 0)
6202     increment_dir = 0;
6203   else
6204     increment_dir = -1;
6205
6206   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
6207      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
6208      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
6209      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
6210      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
6211      Only try to optimize the normal cases.  */
6212
6213   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
6214      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
6215      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
6216      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
6217      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
6218
6219   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
6220      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
6221      eliminate all of these special checks, and just always assume
6222      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
6223      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
6224      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
6225      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
6226      loops can be optimized.
6227
6228      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
6229      because the action on overflow is undefined.
6230
6231      See also the special test for NE loops below.  */
6232
6233   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
6234       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
6235     /* Normal case.  */
6236     ;
6237   else
6238     {
6239       if (loop_dump_stream)
6240         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
6241       return 0;
6242     }
6243
6244   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
6245      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
6246      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
6247
6248   inc = INTVAL (increment);
6249   gcc_assert (inc);
6250   if (inc > 0)
6251     {
6252       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
6253       abs_inc = inc;
6254     }
6255   else
6256     {
6257       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
6258       abs_inc = -inc;
6259     }
6260
6261   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
6262      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
6263      into the picture due to sign extension of initial and final
6264      values.  */
6265   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT) 1
6266                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
6267                << 1) - 1;
6268
6269   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
6270      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
6271      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
6272      can not calculate the number of iterations.  */
6273   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
6274     return 0;
6275
6276   /* Note that the number of iterations could be calculated using
6277      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
6278      handle potential overflow of the summation.  */
6279   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
6280   return loop_info->n_iterations;
6281 }
6282
6283 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
6284
6285    Pseudo registers created during this function will be beyond the
6286    last valid index in several tables including
6287    REGS->ARRAY[I].N_TIMES_SET and REGNO_LAST_UID.  This does not cause a
6288    problem here, because the added registers cannot be givs outside of
6289    their loop, and hence will never be reconsidered.  But scan_loop
6290    must check regnos to make sure they are in bounds.  */
6291
6292 static void
6293 strength_reduce (struct loop *loop, int flags)
6294 {
6295   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
6296   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6297   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6298   rtx p;
6299   /* Temporary list pointer for traversing ivs->list.  */
6300   struct iv_class *bl;
6301   /* Ratio of extra register life span we can justify
6302      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
6303      since in that case saving an insn makes more difference
6304      and more registers are available.  */
6305   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
6306   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
6307   /* Map of pseudo-register replacements.  */
6308   rtx *reg_map = NULL;
6309   int reg_map_size;
6310   rtx test_reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
6311   int insn_count = count_insns_in_loop (loop);
6312
6313   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
6314
6315   ivs->n_regs = max_reg_before_loop;
6316   ivs->regs = xcalloc (ivs->n_regs, sizeof (struct iv));
6317
6318   /* Find all BIVs in loop.  */
6319   loop_bivs_find (loop);
6320
6321   /* Exit if there are no bivs.  */
6322   if (! ivs->list)
6323     {
6324       loop_ivs_free (loop);
6325       return;
6326     }
6327
6328   /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
6329      extended basic block.  */
6330   loop_bivs_init_find (loop);
6331
6332   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
6333      initial value from any initializing insns set up above.  */
6334   loop_bivs_check (loop);
6335
6336   /* Search the loop for general induction variables.  */
6337   loop_givs_find (loop);
6338
6339   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
6340      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
6341      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
6342      fail if the iteration variable is a giv.  */
6343   loop_iterations (loop);
6344
6345 #ifdef HAVE_prefetch
6346   if (flags & LOOP_PREFETCH)
6347     emit_prefetch_instructions (loop);
6348 #endif
6349
6350   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
6351      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
6352      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
6353      so that final_giv_value will work correctly.  */
6354   loop_givs_check (loop);
6355
6356   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
6357      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
6358      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
6359   check_dbra_loop (loop, insn_count);
6360
6361   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
6362      Some givs might have been made from biv increments, so look at
6363      ivs->reg_iv_type for a suitable size.  */
6364   reg_map_size = ivs->n_regs;
6365   reg_map = xcalloc (reg_map_size, sizeof (rtx));
6366
6367   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
6368      variable elimination.  */
6369
6370   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
6371     {
6372       struct induction *v;
6373       int benefit;
6374
6375       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
6376          provided all givs are reduced.  */
6377       bl->eliminable = loop_biv_eliminable_p (loop, bl, threshold, insn_count);
6378
6379       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
6380          biv have been strength reduced.
6381          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
6382       bl->all_reduced = 1;
6383
6384       /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
6385          root biv is safe from wrapping in the interior mode.  */
6386       check_ext_dependent_givs (loop, bl);
6387
6388       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
6389       combine_givs (regs, bl);
6390
6391       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6392         {
6393           struct induction *tv;
6394
6395           if (v->ignore || v->same)
6396             continue;
6397
6398           benefit = loop_giv_reduce_benefit (loop, bl, v, test_reg);
6399
6400           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
6401              flag, and clear bl->all_reduced.  */
6402
6403           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
6404              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
6405              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
6406              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
6407              exit.  */
6408
6409           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
6410               && ! bl->reversed)
6411             {
6412               if (loop_dump_stream)
6413                 fprintf (loop_dump_stream,
6414                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
6415                          INSN_UID (v->insn),
6416                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
6417               v->ignore = 1;
6418               bl->all_reduced = 0;
6419             }
6420           else
6421             {
6422               /* Check that we can increment the reduced giv without a
6423                  multiply insn.  If not, reject it.  */
6424
6425               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
6426                 if (tv->mult_val == const1_rtx
6427                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
6428                   {
6429                     if (loop_dump_stream)
6430                       fprintf (loop_dump_stream,
6431                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
6432                                INSN_UID (v->insn));
6433                     v->ignore = 1;
6434                     bl->all_reduced = 0;
6435                     break;
6436                   }
6437             }
6438         }
6439
6440       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
6441          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
6442          dead and should not be used to derive another giv nor to
6443          eliminate a biv.  */
6444       loop_givs_dead_check (loop, bl);
6445
6446       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
6447       loop_givs_reduce (loop, bl);
6448
6449       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
6450          as not reduced.
6451
6452          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
6453          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
6454          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
6455       loop_givs_rescan (loop, bl, reg_map);
6456
6457       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
6458          merit it.  */
6459
6460       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
6461          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
6462          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
6463          combined with.
6464
6465          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where
6466          a giv's new_reg is a complex value that can't be put in the
6467          insn but the giv combined with (with a reg as new_reg) is
6468          marked maybe_dead.  Since the register will be used in either
6469          case, we'd prefer it be used from the simpler giv.  */
6470
6471       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6472         if (! v->maybe_dead && v->same)
6473           v->same->maybe_dead = 0;
6474
6475       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
6476          This won't work if ! bl->all_reduced,
6477          since the givs we planned to use might not have been reduced.
6478
6479          We have to be careful that we didn't initially think we could
6480          eliminate this biv because of a giv that we now think may be
6481          dead and shouldn't be used as a biv replacement.
6482
6483          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
6484          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
6485          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
6486          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
6487          replace it with a compare with a constant will fail.
6488
6489          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
6490          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
6491          doing so in the rare cases where it can occur.  */
6492
6493       if (bl->all_reduced == 1 && bl->eliminable
6494           && maybe_eliminate_biv (loop, bl, 1, threshold, insn_count))
6495         {
6496           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
6497              or otherwise drop straight in, based on this test, then
6498              we might want to rewrite it also.  This way some later
6499              pass has more hope of removing the initialization of this
6500              biv entirely.  */
6501
6502           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
6503              and we must emit an insn to set it just in case.
6504
6505              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
6506              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
6507              proper final value for such a biv here anyways.  */
6508           if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6509               loop_insn_sink_or_swim (loop,
6510                                       gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6511                                                                bl->final_value));
6512
6513           if (loop_dump_stream)
6514             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
6515                      bl->regno);
6516         }
6517       /* See above note wrt final_value.  But since we couldn't eliminate
6518          the biv, we must set the value after the loop instead of before.  */
6519       else if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6520         loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6521                                                        bl->final_value));
6522     }
6523
6524   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
6525      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
6526
6527   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
6528     if (INSN_P (p))
6529       {
6530         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6531         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6532         INSN_CODE (p) = -1;
6533       }
6534
6535   if (loop_dump_stream)
6536     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
6537
6538   loop_ivs_free (loop);
6539   if (reg_map)
6540     free (reg_map);
6541 }
6542 \f
6543 /*Record all basic induction variables calculated in the insn.  */
6544 static rtx
6545 check_insn_for_bivs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6546                      int maybe_multiple)
6547 {
6548   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6549   rtx set;
6550   rtx dest_reg;
6551   rtx inc_val;
6552   rtx mult_val;
6553   rtx *location;
6554
6555   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6556       && (set = single_set (p))
6557       && REG_P (SET_DEST (set)))
6558     {
6559       dest_reg = SET_DEST (set);
6560       if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6561           && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
6562           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
6563         {
6564           if (basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
6565                                    GET_MODE (SET_SRC (set)),
6566                                    dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
6567                                    &location))
6568             {
6569               /* It is a possible basic induction variable.
6570                  Create and initialize an induction structure for it.  */
6571
6572               struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6573
6574               record_biv (loop, v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
6575                           not_every_iteration, maybe_multiple);
6576               REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
6577             }
6578           else if (REGNO (dest_reg) < ivs->n_regs)
6579             REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
6580         }
6581     }
6582   return p;
6583 }
6584 \f
6585 /* Record all givs calculated in the insn.
6586    A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
6587    biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
6588 static rtx
6589 check_insn_for_givs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6590                      int maybe_multiple)
6591 {
6592   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6593
6594   rtx set;
6595   /* Look for a general induction variable in a register.  */
6596   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6597       && (set = single_set (p))
6598       && REG_P (SET_DEST (set))
6599       && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
6600     {
6601       rtx src_reg;
6602       rtx dest_reg;
6603       rtx add_val;
6604       rtx mult_val;
6605       rtx ext_val;
6606       int benefit;
6607       rtx regnote = 0;
6608       rtx last_consec_insn;
6609
6610       dest_reg = SET_DEST (set);
6611       if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
6612         return p;
6613
6614       if (/* SET_SRC is a giv.  */
6615           (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
6616                                   &mult_val, &ext_val, 0, &benefit, VOIDmode)
6617            /* Equivalent expression is a giv.  */
6618            || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6619                && general_induction_var (loop, XEXP (regnote, 0), &src_reg,
6620                                          &add_val, &mult_val, &ext_val, 0,
6621                                          &benefit, VOIDmode)))
6622           /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
6623              We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
6624           && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6625           /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
6626           && dest_reg != src_reg
6627           /* This must be the only place where the register is set.  */
6628           && (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set == 1
6629               /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
6630               || (benefit = consec_sets_giv (loop, benefit, p,
6631                                              src_reg, dest_reg,
6632                                              &add_val, &mult_val, &ext_val,
6633                                              &last_consec_insn))))
6634         {
6635           struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6636
6637           /* If this is a library call, increase benefit.  */
6638           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6639             benefit += libcall_benefit (p);
6640
6641           /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
6642           if (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set != 1)
6643             p = last_consec_insn;
6644
6645           record_giv (loop, v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val,
6646                       ext_val, benefit, DEST_REG, not_every_iteration,
6647                       maybe_multiple, (rtx*) 0);
6648
6649         }
6650     }
6651
6652   /* Look for givs which are memory addresses.  */
6653   if (NONJUMP_INSN_P (p))
6654     find_mem_givs (loop, PATTERN (p), p, not_every_iteration,
6655                    maybe_multiple);
6656
6657   /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
6658      change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
6659   if (INSN_P (p) || LABEL_P (p))
6660     update_giv_derive (loop, p);
6661   return p;
6662 }
6663 \f
6664 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
6665    compared against in an initial test).
6666
6667    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
6668    the current insn and the start of the loop.
6669
6670    INSN is the insn containing X.  */
6671
6672 static int
6673 valid_initial_value_p (rtx x, rtx insn, int call_seen, rtx loop_start)
6674 {
6675   if (CONSTANT_P (x))
6676     return 1;
6677
6678   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
6679      we know.  */
6680   if (!REG_P (x)
6681       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6682     return 0;
6683
6684   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
6685      some machines, don't use any hard registers at all.  */
6686   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
6687       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
6688           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
6689     return 0;
6690
6691   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
6692      loop.  */
6693   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
6694     return 0;
6695
6696   return 1;
6697 }
6698 \f
6699 /* Scan X for memory refs and check each memory address
6700    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
6701    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
6702    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
6703    more than once in each loop iteration.  */
6704
6705 static void
6706 find_mem_givs (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
6707                int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6708 {
6709   int i, j;
6710   enum rtx_code code;
6711   const char *fmt;
6712
6713   if (x == 0)
6714     return;
6715
6716   code = GET_CODE (x);
6717   switch (code)
6718     {
6719     case REG:
6720     case CONST_INT:
6721     case CONST:
6722     case CONST_DOUBLE:
6723     case SYMBOL_REF:
6724     case LABEL_REF:
6725     case PC:
6726     case CC0:
6727     case ADDR_VEC:
6728     case ADDR_DIFF_VEC:
6729     case USE:
6730     case CLOBBER:
6731       return;
6732
6733     case MEM:
6734       {
6735         rtx src_reg;
6736         rtx add_val;
6737         rtx mult_val;
6738         rtx ext_val;
6739         int benefit;
6740
6741         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
6742            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
6743            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
6744            this one would not be seen.  */
6745
6746         if (general_induction_var (loop, XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
6747                                    &mult_val, &ext_val, 1, &benefit,
6748                                    GET_MODE (x)))
6749           {
6750             /* Found one; record it.  */
6751             struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6752
6753             record_giv (loop, v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
6754                         add_val, ext_val, benefit, DEST_ADDR,
6755                         not_every_iteration, maybe_multiple, &XEXP (x, 0));
6756
6757             v->mem = x;
6758           }
6759       }
6760       return;
6761
6762     default:
6763       break;
6764     }
6765
6766   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
6767
6768   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6769   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
6770     if (fmt[i] == 'e')
6771       find_mem_givs (loop, XEXP (x, i), insn, not_every_iteration,
6772                      maybe_multiple);
6773     else if (fmt[i] == 'E')
6774       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6775         find_mem_givs (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
6776                        maybe_multiple);
6777 }
6778 \f
6779 /* Fill in the data about one biv update.
6780    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
6781    allocated by the caller, with alloca.)
6782    INSN is the insn that sets it.
6783    DEST_REG is the biv's reg.
6784
6785    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
6786    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
6787    being set to INC_VAL.
6788
6789    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
6790    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
6791    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
6792    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
6793    executed exactly once per iteration.  */
6794
6795 static void
6796 record_biv (struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn, rtx dest_reg,
6797             rtx inc_val, rtx mult_val, rtx *location,
6798             int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6799 {
6800   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6801   struct iv_class *bl;
6802
6803   v->insn = insn;
6804   v->src_reg = dest_reg;
6805   v->dest_reg = dest_reg;
6806   v->mult_val = mult_val;
6807   v->add_val = inc_val;
6808   v->ext_dependent = NULL_RTX;
6809   v->location = location;
6810   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
6811   v->always_computable = ! not_every_iteration;
6812   v->always_executed = ! not_every_iteration;
6813   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6814   v->same = 0;
6815
6816   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
6817      if this is the first incrementation of the reg.  */
6818
6819   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg));
6820   if (bl == 0)
6821     {
6822       /* Create and initialize new iv_class.  */
6823
6824       bl = xmalloc (sizeof (struct iv_class));
6825
6826       bl->regno = REGNO (dest_reg);
6827       bl->biv = 0;
6828       bl->giv = 0;
6829       bl->biv_count = 0;
6830       bl->giv_count = 0;
6831
6832       /* Set initial value to the reg itself.  */
6833       bl->initial_value = dest_reg;
6834       bl->final_value = 0;
6835       /* We haven't seen the initializing insn yet.  */
6836       bl->init_insn = 0;
6837       bl->init_set = 0;
6838       bl->initial_test = 0;
6839       bl->incremented = 0;
6840       bl->eliminable = 0;
6841       bl->nonneg = 0;
6842       bl->reversed = 0;
6843       bl->total_benefit = 0;
6844
6845       /* Add this class to ivs->list.  */
6846       bl->next = ivs->list;
6847       ivs->list = bl;
6848
6849       /* Put it in the array of biv register classes.  */
6850       REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg)) = bl;
6851     }
6852   else
6853     {
6854       /* Check if location is the same as a previous one.  */
6855       struct induction *induction;
6856       for (induction = bl->biv; induction; induction = induction->next_iv)
6857         if (location == induction->location)
6858           {
6859             v->same = induction;
6860             break;
6861           }
6862     }
6863
6864   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
6865   v->next_iv = bl->biv;
6866   bl->biv = v;
6867   bl->biv_count++;
6868   if (mult_val == const1_rtx)
6869     bl->incremented = 1;
6870
6871   if (loop_dump_stream)
6872     loop_biv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
6873 }
6874 \f
6875 /* Fill in the data about one giv.
6876    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
6877    allocated by the caller, with alloca.)
6878    INSN is the insn that sets it.
6879    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
6880    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
6881    into a register or is used as a memory address.
6882
6883    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
6884    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
6885    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
6886    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
6887
6888 static void
6889 record_giv (const struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn,
6890             rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx mult_val, rtx add_val,
6891             rtx ext_val, int benefit, enum g_types type,
6892             int not_every_iteration, int maybe_multiple, rtx *location)
6893 {
6894   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6895   struct induction *b;
6896   struct iv_class *bl;
6897   rtx set = single_set (insn);
6898   rtx temp;
6899
6900   /* Attempt to prove constantness of the values.  Don't let simplify_rtx
6901      undo the MULT canonicalization that we performed earlier.  */
6902   temp = simplify_rtx (add_val);
6903   if (temp
6904       && ! (GET_CODE (add_val) == MULT
6905             && GET_CODE (temp) == ASHIFT))
6906     add_val = temp;
6907
6908   v->insn = insn;
6909   v->src_reg = src_reg;
6910   v->giv_type = type;
6911   v->dest_reg = dest_reg;
6912   v->mult_val = mult_val;
6913   v->add_val = add_val;
6914   v->ext_dependent = ext_val;
6915   v->benefit = benefit;
6916   v->location = location;
6917   v->cant_derive = 0;
6918   v->combined_with = 0;
6919   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6920   v->maybe_dead = 0;
6921   v->derive_adjustment = 0;
6922   v->same = 0;
6923   v->ignore = 0;
6924   v->new_reg = 0;
6925   v->final_value = 0;
6926   v->same_insn = 0;
6927   v->auto_inc_opt = 0;
6928   v->shared = 0;
6929
6930   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
6931      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
6932      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
6933      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
6934      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
6935      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
6936      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
6937
6938   if (type == DEST_ADDR)
6939     v->always_computable = 1;
6940   else
6941     v->always_computable = ! not_every_iteration;
6942
6943   v->always_executed = ! not_every_iteration;
6944
6945   if (type == DEST_ADDR)
6946     {
6947       v->mode = GET_MODE (*location);
6948       v->lifetime = 1;
6949     }
6950   else /* type == DEST_REG */
6951     {
6952       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
6953
6954       v->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, REGNO (dest_reg));
6955
6956       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
6957          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
6958          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
6959       if (v->lifetime == 0)
6960         v->ignore = 1;
6961
6962       REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6963       REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
6964     }
6965
6966   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
6967
6968   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (src_reg));
6969   gcc_assert (bl);
6970   v->next_iv = bl->giv;
6971   bl->giv = v;
6972   
6973   /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
6974      insns that calculate givs.  */
6975   if (type == DEST_REG)
6976     bl->giv_count++;
6977   bl->total_benefit += benefit;
6978
6979   if (type == DEST_ADDR)
6980     {
6981       v->replaceable = 1;
6982       v->not_replaceable = 0;
6983     }
6984   else
6985     {
6986       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
6987          of the following conditions are true:
6988          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
6989            on which the giv is used at all
6990            (there are two ways to deduce this:
6991             either the insn is executed on every iteration,
6992             or all uses follow that insn in the same basic block),
6993          - the giv is not used outside the loop
6994          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
6995
6996       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
6997           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
6998           && REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg))
6999           < INSN_LUID (loop->end)
7000           && (! not_every_iteration
7001               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
7002         {
7003           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
7004              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
7005
7006           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
7007              and last use of the giv.
7008
7009              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
7010              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
7011              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
7012              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
7013              useful as a biv, because it is used in two different loops.
7014              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
7015              using this biv anyways.  */
7016
7017           v->replaceable = 1;
7018           v->not_replaceable = 0;
7019           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7020             {
7021               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
7022                   || ((INSN_LUID (b->insn)
7023                        >= REGNO_FIRST_LUID (REGNO (dest_reg)))
7024                       && (INSN_LUID (b->insn)
7025                           <= REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg)))))
7026                 {
7027                   v->replaceable = 0;
7028                   v->not_replaceable = 1;
7029                   break;
7030                 }
7031             }
7032
7033           /* If there are any backwards branches that go from after the
7034              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
7035           if (v->replaceable)
7036             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7037               if (back_branch_in_range_p (loop, b->insn))
7038                 {
7039                   v->replaceable = 0;
7040                   v->not_replaceable = 1;
7041                   break;
7042                 }
7043         }
7044       else
7045         {
7046           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
7047              decide.  */
7048           v->replaceable = 0;
7049           v->not_replaceable = 0;
7050         }
7051     }
7052
7053   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
7054      combine_givs.  */
7055   {
7056     rtx tem = add_val;
7057
7058     v->no_const_addval = 1;
7059     if (tem == const0_rtx)
7060       ;
7061     else if (CONSTANT_P (add_val))
7062       v->no_const_addval = 0;
7063     if (GET_CODE (tem) == PLUS)
7064       {
7065         while (1)
7066           {
7067             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
7068               tem = XEXP (tem, 0);
7069             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
7070               tem = XEXP (tem, 1);
7071             else
7072               break;
7073           }
7074         if (CONSTANT_P (XEXP (tem, 1)))
7075           v->no_const_addval = 0;
7076       }
7077   }
7078
7079   if (loop_dump_stream)
7080     loop_giv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
7081 }
7082
7083 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
7084    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
7085
7086 static rtx
7087 final_giv_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7088 {
7089   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7090   struct iv_class *bl;
7091   rtx insn;
7092   rtx increment, tem;
7093   rtx seq;
7094   rtx loop_end = loop->end;
7095   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
7096
7097   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
7098
7099   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
7100      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
7101      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
7102      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
7103   if (bl->reversed)
7104     {
7105       if (loop_dump_stream)
7106         fprintf (loop_dump_stream,
7107                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
7108                  REGNO (v->dest_reg));
7109       return const0_rtx;
7110     }
7111
7112   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
7113      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
7114      and the insn that sets the giv must be executed on every iteration
7115      (otherwise the giv may not have its final value when the loop exits).  */
7116
7117   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
7118      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
7119      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
7120      to be known.  */
7121
7122   if (n_iterations != 0
7123       && ! loop->exit_count
7124       && v->always_executed)
7125     {
7126       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
7127          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
7128          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
7129          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
7130          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
7131          biv value here if it is not eliminable.  */
7132
7133       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
7134          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
7135          be valid if it is invariant.  */
7136
7137       increment = biv_total_increment (bl);
7138
7139       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
7140           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
7141         {
7142           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
7143              (n_iterations * increment) + initial_value */
7144
7145           /* The loop exit value of the giv is then
7146              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
7147              The extra increments are any increments to the biv which
7148              occur in the loop after the giv's value is calculated.
7149              We must search from the insn that sets the giv to the end
7150              of the loop to calculate this value.  */
7151
7152           /* Put the final biv value in tem.  */
7153           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
7154           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
7155           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
7156                                  GEN_INT (n_iterations),
7157                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
7158                                  tem);
7159
7160           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
7161           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
7162                insn = NEXT_INSN (insn))
7163             {
7164               struct induction *biv;
7165
7166               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7167                 if (biv->insn == insn)
7168                   {
7169                     start_sequence ();
7170                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
7171                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
7172                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
7173                     seq = get_insns ();
7174                     end_sequence ();
7175                     loop_insn_sink (loop, seq);
7176                   }
7177             }
7178
7179           /* Now calculate the giv's final value.  */
7180           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
7181
7182           if (loop_dump_stream)
7183             fprintf (loop_dump_stream,
7184                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
7185                      REGNO (v->dest_reg));
7186
7187           return tem;
7188         }
7189     }
7190
7191   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
7192   gcc_assert (!v->replaceable);
7193
7194   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
7195   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
7196     {
7197       if (loop_dump_stream)
7198         fprintf (loop_dump_stream,
7199                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
7200                  REGNO (v->dest_reg));
7201
7202       return const0_rtx;
7203     }
7204
7205   return 0;
7206 }
7207
7208 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
7209    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
7210    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
7211    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
7212    have been identified.  */
7213
7214 static void
7215 check_final_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7216 {
7217   rtx final_value = 0;
7218
7219   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
7220      replaceable above in record_giv.  */
7221
7222   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
7223      of the following conditions are true:
7224      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
7225        on which the giv is used at all
7226        (there are two ways to deduce this:
7227         either the insn is executed on every iteration,
7228         or all uses follow that insn in the same basic block),
7229      - its final value can be calculated (this condition is different
7230        than the one above in record_giv)
7231      - it's not used before the it's set
7232      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
7233
7234 #if 0
7235   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
7236   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
7237   v->replaceable = 0;
7238 #endif
7239
7240   if ((final_value = final_giv_value (loop, v))
7241       && (v->always_executed
7242           || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
7243     {
7244       int biv_increment_seen = 0, before_giv_insn = 0;
7245       rtx p = v->insn;
7246       rtx last_giv_use;
7247
7248       v->replaceable = 1;
7249       v->not_replaceable = 0;
7250
7251       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
7252          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
7253          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
7254          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
7255
7256       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
7257          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
7258          that sets the giv, and search around the loop until we come
7259          back to that insn again.
7260
7261          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
7262          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
7263          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
7264          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
7265          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
7266          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
7267          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
7268
7269       last_giv_use = v->insn;
7270
7271       while (1)
7272         {
7273           p = NEXT_INSN (p);
7274           if (p == loop->end)
7275             {
7276               before_giv_insn = 1;
7277               p = NEXT_INSN (loop->start);
7278             }
7279           if (p == v->insn)
7280             break;
7281
7282           if (INSN_P (p))
7283             {
7284               /* It is possible for the BIV increment to use the GIV if we
7285                  have a cycle.  Thus we must be sure to check each insn for
7286                  both BIV and GIV uses, and we must check for BIV uses
7287                  first.  */
7288
7289               if (! biv_increment_seen
7290                   && reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
7291                 biv_increment_seen = 1;
7292
7293               if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
7294                 {
7295                   if (biv_increment_seen || before_giv_insn)
7296                     {
7297                       v->replaceable = 0;
7298                       v->not_replaceable = 1;
7299                       break;
7300                     }
7301                   last_giv_use = p;
7302                 }
7303             }
7304         }
7305
7306       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
7307          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
7308          replaceable.  */
7309
7310       if (v->replaceable)
7311         {
7312           p = v->insn;
7313           while (1)
7314             {
7315               p = NEXT_INSN (p);
7316               if (p == loop->end)
7317                 p = NEXT_INSN (loop->start);
7318               if (p == last_giv_use)
7319                 break;
7320
7321               if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
7322                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
7323                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
7324                        && loop_insn_first_p (loop->start, JUMP_LABEL (p)))
7325                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
7326                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop->end))))
7327                 {
7328                   v->replaceable = 0;
7329                   v->not_replaceable = 1;
7330
7331                   if (loop_dump_stream)
7332                     fprintf (loop_dump_stream,
7333                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
7334
7335                   break;
7336                 }
7337             }
7338         }
7339
7340       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
7341       if (v->replaceable)
7342         v->final_value = final_value;
7343     }
7344
7345   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
7346     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
7347              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
7348 }
7349 \f
7350 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
7351
7352    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
7353    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
7354    another giv.
7355
7356    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
7357    derive another giv once a label has been passed.
7358
7359    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
7360
7361 static void
7362 update_giv_derive (const struct loop *loop, rtx p)
7363 {
7364   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7365   struct iv_class *bl;
7366   struct induction *biv, *giv;
7367   rtx tem;
7368   int dummy;
7369
7370   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
7371
7372      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
7373      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
7374      derive any givs after a label is passed.
7375
7376      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
7377      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
7378      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
7379      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
7380      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
7381      sub-cases within this case.
7382
7383      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
7384      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
7385      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
7386      this extra tracking doesn't seem worth it).
7387
7388      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
7389      executed multiple times.  We are actually only concerned about
7390      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
7391      on the jump again here.
7392
7393      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
7394      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
7395      the giv cannot derive further givs.  */
7396
7397   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
7398     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7399       if (LABEL_P (p) || JUMP_P (p)
7400           || biv->insn == p)
7401         {
7402           /* Skip if location is the same as a previous one.  */
7403           if (biv->same)
7404             continue;
7405
7406           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
7407             {
7408               /* If cant_derive is already true, there is no point in
7409                  checking all of these conditions again.  */
7410               if (giv->cant_derive)
7411                 continue;
7412
7413               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
7414                  it cannot derive anything.  */
7415               if (LABEL_P (p) && ! giv->always_computable)
7416                 giv->cant_derive = 1;
7417
7418               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
7419                  they are really invariants.  Also skip those that are
7420                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
7421                  any biv update.  */
7422               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
7423                 continue;
7424
7425               /* The only way we can allow this giv to derive another
7426                  is if this is a biv increment and we can form the product
7427                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
7428                  be able to compute a compensation.  */
7429               else if (biv->insn == p)
7430                 {
7431                   rtx ext_val_dummy;
7432
7433                   tem = 0;
7434                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
7435                     tem = simplify_giv_expr (loop,
7436                                              gen_rtx_MULT (giv->mode,
7437                                                            biv->add_val,
7438                                                            giv->mult_val),
7439                                              &ext_val_dummy, &dummy);
7440
7441                   if (tem && giv->derive_adjustment)
7442                     tem = simplify_giv_expr
7443                       (loop,
7444                        gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
7445                        &ext_val_dummy, &dummy);
7446
7447                   if (tem)
7448                     giv->derive_adjustment = tem;
7449                   else
7450                     giv->cant_derive = 1;
7451                 }
7452               else if ((LABEL_P (p) && ! biv->always_computable)
7453                        || (JUMP_P (p) && biv->maybe_multiple))
7454                 giv->cant_derive = 1;
7455             }
7456         }
7457 }
7458 \f
7459 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
7460    X is the source of insn P, or a part of it.
7461    MODE is the mode in which X should be interpreted.
7462
7463    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
7464    We accept patterns of these forms:
7465      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
7466      REG = INVARIANT + REG
7467
7468    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
7469    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
7470    we found the additive term into *LOCATION.
7471
7472    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
7473    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
7474
7475    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
7476    whose mode was promoted.  In that case, an increment
7477    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
7478    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
7479    into the variable.
7480
7481    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
7482    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
7483    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
7484    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
7485
7486    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
7487    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
7488    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
7489    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
7490    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
7491    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
7492    not ZERO_EXTEND.
7493
7494    If we cannot find a biv, we return 0.  */
7495
7496 static int
7497 basic_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, enum machine_mode mode,
7498                      rtx dest_reg, rtx p, rtx *inc_val, rtx *mult_val,
7499                      rtx **location)
7500 {
7501   enum rtx_code code;
7502   rtx *argp, arg;
7503   rtx insn, set = 0, last, inc;
7504
7505   code = GET_CODE (x);
7506   *location = NULL;
7507   switch (code)
7508     {
7509     case PLUS:
7510       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
7511           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
7512               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
7513               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
7514         {
7515           argp = &XEXP (x, 1);
7516         }
7517       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
7518                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
7519                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
7520                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
7521         {
7522           argp = &XEXP (x, 0);
7523         }
7524       else
7525         return 0;
7526
7527       arg = *argp;
7528       if (loop_invariant_p (loop, arg) != 1)
7529         return 0;
7530
7531       /* convert_modes can emit new instructions, e.g. when arg is a loop
7532          invariant MEM and dest_reg has a different mode.
7533          These instructions would be emitted after the end of the function
7534          and then *inc_val would be an uninitialized pseudo.
7535          Detect this and bail in this case.
7536          Other alternatives to solve this can be introducing a convert_modes
7537          variant which is allowed to fail but not allowed to emit new
7538          instructions, emit these instructions before loop start and let
7539          it be garbage collected if *inc_val is never used or saving the
7540          *inc_val initialization sequence generated here and when *inc_val
7541          is going to be actually used, emit it at some suitable place.  */
7542       last = get_last_insn ();
7543       inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
7544       if (get_last_insn () != last)
7545         {
7546           delete_insns_since (last);
7547           return 0;
7548         }
7549
7550       *inc_val = inc;
7551       *mult_val = const1_rtx;
7552       *location = argp;
7553       return 1;
7554
7555     case SUBREG:
7556       /* If what's inside the SUBREG is a BIV, then the SUBREG.  This will
7557          handle addition of promoted variables.
7558          ??? The comment at the start of this function is wrong: promoted
7559          variable increments don't look like it says they do.  */
7560       return basic_induction_var (loop, SUBREG_REG (x),
7561                                   GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
7562                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7563
7564     case REG:
7565       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
7566          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
7567
7568       /* If this sets a register to itself, we would repeat any previous
7569          biv increment if we applied this strategy blindly.  */
7570       if (rtx_equal_p (dest_reg, x))
7571         return 0;
7572
7573       insn = p;
7574       while (1)
7575         {
7576           rtx dest;
7577           do
7578             {
7579               insn = PREV_INSN (insn);
7580             }
7581           while (insn && NOTE_P (insn)
7582                  && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7583
7584           if (!insn)
7585             break;
7586           set = single_set (insn);
7587           if (set == 0)
7588             break;
7589           dest = SET_DEST (set);
7590           if (dest == x
7591               || (GET_CODE (dest) == SUBREG
7592                   && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (dest)) <= UNITS_PER_WORD)
7593                   && (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest)) == MODE_INT)
7594                   && SUBREG_REG (dest) == x))
7595             return basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
7596                                         (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
7597                                          ? GET_MODE (x)
7598                                          : GET_MODE (SET_SRC (set))),
7599                                         dest_reg, insn,
7600                                         inc_val, mult_val, location);
7601
7602           while (GET_CODE (dest) == SUBREG
7603                  || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
7604                  || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
7605             dest = XEXP (dest, 0);
7606           if (dest == x)
7607             break;
7608         }
7609       /* Fall through.  */
7610
7611       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
7612          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
7613          as a biv of the outer loop,
7614          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
7615     case MEM:
7616       if (loop_invariant_p (loop, x) != 1)
7617         return 0;
7618     case CONST_INT:
7619     case SYMBOL_REF:
7620     case CONST:
7621       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
7622          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
7623          would be a useful iterator anyways.  convert_modes aborts if we try to
7624          convert a float mode to non-float or vice versa too.  */
7625       if (loop->level == 1
7626           && GET_MODE_CLASS (mode) == GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg))
7627           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC)
7628         {
7629           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
7630           last = get_last_insn ();
7631           inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
7632           if (get_last_insn () != last)
7633             {
7634               delete_insns_since (last);
7635               return 0;
7636             }
7637
7638           *inc_val = inc;
7639           *mult_val = const0_rtx;
7640           return 1;
7641         }
7642       else
7643         return 0;
7644
7645     case SIGN_EXTEND:
7646       /* Ignore this BIV if signed arithmetic overflow is defined.  */
7647       if (flag_wrapv)
7648         return 0;
7649       return basic_induction_var (loop, XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7650                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7651
7652     case ASHIFTRT:
7653       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
7654       for (insn = PREV_INSN (p);
7655            (insn && NOTE_P (insn)
7656             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7657            insn = PREV_INSN (insn))
7658         ;
7659
7660       if (insn)
7661         set = single_set (insn);
7662
7663       if (! rtx_equal_p (dest_reg, XEXP (x, 0))
7664           && set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
7665           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
7666           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
7667           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
7668           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
7669         return basic_induction_var (loop, XEXP (SET_SRC (set), 0),
7670                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7671                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
7672                                     location);
7673       return 0;
7674
7675     default:
7676       return 0;
7677     }
7678 }
7679 \f
7680 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
7681    function   of a basic induction variable,
7682    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
7683    The coefficients can be any loop invariant quantity.
7684    A giv need not be computed directly from the biv;
7685    it can be computed by way of other givs.  */
7686
7687 /* Determine whether X computes a giv.
7688    If it does, return a nonzero value
7689      which is the benefit from eliminating the computation of X;
7690    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
7691    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
7692      such that the value of X is biv * mult + add;  */
7693
7694 static int
7695 general_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, rtx *src_reg,
7696                        rtx *add_val, rtx *mult_val, rtx *ext_val,
7697                        int is_addr, int *pbenefit,
7698                        enum machine_mode addr_mode)
7699 {
7700   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7701   rtx orig_x = x;
7702
7703   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
7704   if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
7705     return 0;
7706
7707   *pbenefit = 0;
7708   *ext_val = NULL_RTX;
7709   x = simplify_giv_expr (loop, x, ext_val, pbenefit);
7710   if (x == 0)
7711     return 0;
7712
7713   switch (GET_CODE (x))
7714     {
7715     case USE:
7716     case CONST_INT:
7717       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
7718          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
7719          with.  */
7720       *src_reg = ivs->list->biv->dest_reg;
7721       *mult_val = const0_rtx;
7722       *add_val = x;
7723       break;
7724
7725     case REG:
7726       /* This is equivalent to a BIV.  */
7727       *src_reg = x;
7728       *mult_val = const1_rtx;
7729       *add_val = const0_rtx;
7730       break;
7731
7732     case PLUS:
7733       /* Either (plus (biv) (invar)) or
7734          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
7735       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
7736         {
7737           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
7738           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
7739         }
7740       else
7741         {
7742           *src_reg = XEXP (x, 0);
7743           *mult_val = const1_rtx;
7744         }
7745       *add_val = XEXP (x, 1);
7746       break;
7747
7748     case MULT:
7749       /* ADD_VAL is zero.  */
7750       *src_reg = XEXP (x, 0);
7751       *mult_val = XEXP (x, 1);
7752       *add_val = const0_rtx;
7753       break;
7754
7755     default:
7756       gcc_unreachable ();
7757     }
7758
7759   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
7760      unless they are CONST_INT).  */
7761   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
7762     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
7763   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
7764     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
7765
7766   if (is_addr)
7767     *pbenefit += address_cost (orig_x, addr_mode) - reg_address_cost;
7768   else
7769     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
7770
7771   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
7772      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
7773      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
7774   return 1;
7775 }
7776 \f
7777 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
7778    We will canonicalize it to be of the form
7779         (plus (mult (BIV) (invar_1))
7780               (invar_2))
7781    with possible degeneracies.
7782
7783    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
7784    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
7785    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
7786    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
7787
7788    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
7789    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
7790    returns 0.
7791
7792    For a nonzero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
7793    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
7794
7795    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
7796
7797 static rtx sge_plus (enum machine_mode, rtx, rtx);
7798 static rtx sge_plus_constant (rtx, rtx);
7799
7800 static rtx
7801 simplify_giv_expr (const struct loop *loop, rtx x, rtx *ext_val, int *benefit)
7802 {
7803   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7804   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
7805   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
7806   rtx arg0, arg1;
7807   rtx tem;
7808
7809   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
7810      mode, this can't be a giv.  */
7811   if (mode != VOIDmode
7812       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
7813           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
7814     return NULL_RTX;
7815
7816   switch (GET_CODE (x))
7817     {
7818     case PLUS:
7819       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7820       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7821       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7822         return NULL_RTX;
7823
7824       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
7825       if ((GET_CODE (arg0) == USE
7826            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7827           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
7828                  && GET_CODE (arg1) == USE)
7829                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
7830         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7831
7832       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
7833       if (arg1 == const0_rtx)
7834         return arg0;
7835       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
7836         switch (GET_CODE (arg0))
7837           {
7838           case CONST_INT:
7839           case USE:
7840             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
7841                addition operation inside a USE and return it.  */
7842             if (GET_CODE (arg0) == USE)
7843               arg0 = XEXP (arg0, 0);
7844             if (GET_CODE (arg1) == USE)
7845               arg1 = XEXP (arg1, 0);
7846
7847             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7848               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7849             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
7850               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
7851             else
7852               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
7853
7854             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
7855               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
7856             return tem;
7857
7858           case REG:
7859           case MULT:
7860             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
7861             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
7862
7863           case PLUS:
7864             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
7865             return
7866               simplify_giv_expr (loop,
7867                                  gen_rtx_PLUS (mode,
7868                                                XEXP (arg0, 0),
7869                                                gen_rtx_PLUS (mode,
7870                                                              XEXP (arg0, 1),
7871                                                              arg1)),
7872                                  ext_val, benefit);
7873
7874           default:
7875             gcc_unreachable ();
7876           }
7877
7878       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
7879          MULT to reduce cases.  */
7880       if (REG_P (arg0))
7881         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
7882       if (REG_P (arg1))
7883         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
7884
7885       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7886          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7887          Recurse to associate the second PLUS.  */
7888       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
7889         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7890
7891       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
7892         return
7893           simplify_giv_expr (loop,
7894                              gen_rtx_PLUS (mode,
7895                                            gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
7896                                                          XEXP (arg1, 0)),
7897                                            XEXP (arg1, 1)),
7898                              ext_val, benefit);
7899
7900       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
7901       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
7902         return NULL_RTX;
7903
7904       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
7905         return NULL_RTX;
7906
7907       return simplify_giv_expr (loop,
7908                                 gen_rtx_MULT (mode,
7909                                               XEXP (arg0, 0),
7910                                               gen_rtx_PLUS (mode,
7911                                                             XEXP (arg0, 1),
7912                                                             XEXP (arg1, 1))),
7913                                 ext_val, benefit);
7914
7915     case MINUS:
7916       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
7917       return simplify_giv_expr (loop,
7918                                 gen_rtx_PLUS (mode,
7919                                               XEXP (x, 0),
7920                                               gen_rtx_MULT (mode,
7921                                                             XEXP (x, 1),
7922                                                             constm1_rtx)),
7923                                 ext_val, benefit);
7924
7925     case MULT:
7926       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7927       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7928       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7929         return NULL_RTX;
7930
7931       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
7932       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7933           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
7934         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7935
7936       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
7937       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
7938         return NULL_RTX;
7939
7940       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
7941       if (arg1 == const0_rtx)
7942         return const0_rtx;
7943
7944       else if (arg1 == const1_rtx)
7945         return arg0;
7946
7947       switch (GET_CODE (arg0))
7948         {
7949         case REG:
7950           /* biv * invar.  Done.  */
7951           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
7952
7953         case CONST_INT:
7954           /* Product of two constants.  */
7955           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
7956
7957         case USE:
7958           /* invar * invar is a giv, but attempt to simplify it somehow.  */
7959           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
7960             return NULL_RTX;
7961
7962           arg0 = XEXP (arg0, 0);
7963           if (GET_CODE (arg0) == MULT)
7964             {
7965               /* (invar_0 * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
7966               return simplify_giv_expr (loop,
7967                                         gen_rtx_MULT (mode,
7968                                                       XEXP (arg0, 0),
7969                                                       gen_rtx_MULT (mode,
7970                                                                     XEXP (arg0,
7971                                                                           1),
7972                                                                     arg1)),
7973                                         ext_val, benefit);
7974             }
7975           /* Propagate the MULT expressions to the innermost nodes.  */
7976           else if (GET_CODE (arg0) == PLUS)
7977             {
7978               /* (invar_0 + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
7979               return simplify_giv_expr (loop,
7980                                         gen_rtx_PLUS (mode,
7981                                                       gen_rtx_MULT (mode,
7982                                                                     XEXP (arg0,
7983                                                                           0),
7984                                                                     arg1),
7985                                                       gen_rtx_MULT (mode,
7986                                                                     XEXP (arg0,
7987                                                                           1),
7988                                                                     arg1)),
7989                                         ext_val, benefit);
7990             }
7991           return gen_rtx_USE (mode, gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1));
7992
7993         case MULT:
7994           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
7995           return simplify_giv_expr (loop,
7996                                     gen_rtx_MULT (mode,
7997                                                   XEXP (arg0, 0),
7998                                                   gen_rtx_MULT (mode,
7999                                                                 XEXP (arg0, 1),
8000                                                                 arg1)),
8001                                     ext_val, benefit);
8002
8003         case PLUS:
8004           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
8005           return simplify_giv_expr (loop,
8006                                     gen_rtx_PLUS (mode,
8007                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8008                                                                 XEXP (arg0, 0),
8009                                                                 arg1),
8010                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8011                                                                 XEXP (arg0, 1),
8012                                                                 arg1)),
8013                                     ext_val, benefit);
8014
8015         default:
8016           gcc_unreachable ();
8017         }
8018
8019     case ASHIFT:
8020       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
8021       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
8022         return 0;
8023
8024       return
8025         simplify_giv_expr (loop,
8026                            gen_rtx_MULT (mode,
8027                                          XEXP (x, 0),
8028                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
8029                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
8030                            ext_val, benefit);
8031
8032     case NEG:
8033       /* "-a" is "a * (-1)" */
8034       return simplify_giv_expr (loop,
8035                                 gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
8036                                 ext_val, benefit);
8037
8038     case NOT:
8039       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
8040       return simplify_giv_expr (loop,
8041                                 gen_rtx_MINUS (mode,
8042                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
8043                                                const1_rtx),
8044                                 ext_val, benefit);
8045
8046     case USE:
8047       /* Already in proper form for invariant.  */
8048       return x;
8049
8050     case SIGN_EXTEND:
8051     case ZERO_EXTEND:
8052     case TRUNCATE:
8053       /* Conditionally recognize extensions of simple IVs.  After we've
8054          computed loop traversal counts and verified the range of the
8055          source IV, we'll reevaluate this as a GIV.  */
8056       if (*ext_val == NULL_RTX)
8057         {
8058           arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
8059           if (arg0 && *ext_val == NULL_RTX && REG_P (arg0))
8060             {
8061               *ext_val = gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (x), mode, arg0);
8062               return arg0;
8063             }
8064         }
8065       goto do_default;
8066
8067     case REG:
8068       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
8069       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
8070         return 0;
8071
8072       /* Check for biv or giv.  */
8073       switch (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)))
8074         {
8075         case BASIC_INDUCT:
8076           return x;
8077         case GENERAL_INDUCT:
8078           {
8079             struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (x));
8080
8081             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
8082                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
8083
8084             /* Increasing the benefit here is risky.  The only case in which it
8085                is arguably correct is if this is the only use of V.  In other
8086                cases, this will artificially inflate the benefit of the current
8087                giv, and lead to suboptimal code.  Thus, it is disabled, since
8088                potentially not reducing an only marginally beneficial giv is
8089                less harmful than reducing many givs that are not really
8090                beneficial.  */
8091             {
8092               rtx single_use = regs->array[REGNO (x)].single_usage;
8093               if (single_use && single_use != const0_rtx)
8094                 *benefit += v->benefit;
8095             }
8096
8097             if (v->cant_derive)
8098               return 0;
8099
8100             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
8101                                                     v->src_reg, v->mult_val),
8102                                 v->add_val);
8103
8104             if (v->derive_adjustment)
8105               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
8106             arg0 = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val, benefit);
8107             if (*ext_val)
8108               {
8109                 if (!v->ext_dependent)
8110                   return arg0;
8111               }
8112             else
8113               {
8114                 *ext_val = v->ext_dependent;
8115                 return arg0;
8116               }
8117             return 0;
8118           }
8119
8120         default:
8121         do_default:
8122           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
8123              may be able to simplify things further by looking through
8124              the bits we just moved outside the loop.  */
8125           if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8126             {
8127               struct movable *m;
8128               struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
8129
8130               for (m = movables->head; m; m = m->next)
8131                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
8132                   {
8133                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
8134
8135                     /* If we match another movable, we must use that, as
8136                        this one is going away.  */
8137                     if (m->match)
8138                       return simplify_giv_expr (loop, m->match->set_dest,
8139                                                 ext_val, benefit);
8140
8141                     /* If consec is nonzero, this is a member of a group of
8142                        instructions that were moved together.  We handle this
8143                        case only to the point of seeking to the last insn and
8144                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
8145                     if (m->consec != 0)
8146                       {
8147                         int i = m->consec;
8148                         tem = m->insn;
8149                         do
8150                           {
8151                             tem = NEXT_INSN (tem);
8152                           }
8153                         while (--i > 0);
8154
8155                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
8156                         if (tem)
8157                           tem = XEXP (tem, 0);
8158                       }
8159                     else
8160                       {
8161                         tem = single_set (m->insn);
8162                         if (tem)
8163                           tem = SET_SRC (tem);
8164                       }
8165
8166                     if (tem)
8167                       {
8168                         /* What we are most interested in is pointer
8169                            arithmetic on invariants -- only take
8170                            patterns we may be able to do something with.  */
8171                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
8172                             || GET_CODE (tem) == MULT
8173                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
8174                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
8175                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
8176                           {
8177                             tem = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val,
8178                                                      benefit);
8179                             if (tem)
8180                               return tem;
8181                           }
8182                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
8183                                  && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
8184                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8185                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
8186                           {
8187                             tem = simplify_giv_expr (loop, XEXP (tem, 0),
8188                                                      ext_val, benefit);
8189                             if (tem)
8190                               return tem;
8191                           }
8192                       }
8193                     break;
8194                   }
8195             }
8196           break;
8197         }
8198
8199       /* Fall through to general case.  */
8200     default:
8201       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
8202          Otherwise, not giv.  */
8203       if (GET_CODE (x) == USE)
8204         x = XEXP (x, 0);
8205
8206       if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8207         {
8208           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8209             return x;
8210           if (GET_CODE (x) == CONST
8211               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8212               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8213               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
8214             x = XEXP (x, 0);
8215           return gen_rtx_USE (mode, x);
8216         }
8217       else
8218         return 0;
8219     }
8220 }
8221
8222 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
8223    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
8224
8225 static rtx
8226 sge_plus_constant (rtx x, rtx c)
8227 {
8228   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8229     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
8230   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
8231     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
8232   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
8233     {
8234       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
8235                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
8236     }
8237   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8238            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
8239     {
8240       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8241                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
8242     }
8243   else
8244     {
8245       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8246                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
8247     }
8248 }
8249
8250 static rtx
8251 sge_plus (enum machine_mode mode, rtx x, rtx y)
8252 {
8253   while (GET_CODE (y) == PLUS)
8254     {
8255       rtx a = XEXP (y, 0);
8256       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8257         x = sge_plus_constant (x, a);
8258       else
8259         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
8260       y = XEXP (y, 1);
8261     }
8262   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
8263     x = sge_plus_constant (x, y);
8264   else
8265     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
8266   return x;
8267 }
8268 \f
8269 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
8270    for example,
8271       giv = biv * M
8272       giv = giv + A
8273    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
8274    we check that all other insns that set the same register follow
8275    immediately after P, that they alter nothing else,
8276    and that the result of the last is still a giv.
8277
8278    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
8279    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
8280    all the consecutive insns that compute the value.
8281
8282    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
8283    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
8284
8285    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
8286    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
8287
8288 static int
8289 consec_sets_giv (const struct loop *loop, int first_benefit, rtx p,
8290                  rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx *add_val, rtx *mult_val,
8291                  rtx *ext_val, rtx *last_consec_insn)
8292 {
8293   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
8294   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
8295   int count;
8296   enum rtx_code code;
8297   int benefit;
8298   rtx temp;
8299   rtx set;
8300
8301   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
8302      each insn of the multi-insn sequence.
8303
8304      This induction structure will be used only by the call to
8305      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
8306      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
8307      a new induction structure.  */
8308   struct induction *v;
8309
8310   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != UNKNOWN_INDUCT)
8311     return 0;
8312
8313   v = alloca (sizeof (struct induction));
8314   v->src_reg = src_reg;
8315   v->mult_val = *mult_val;
8316   v->add_val = *add_val;
8317   v->benefit = first_benefit;
8318   v->cant_derive = 0;
8319   v->derive_adjustment = 0;
8320   v->ext_dependent = NULL_RTX;
8321
8322   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
8323   REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
8324
8325   count = regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set - 1;
8326
8327   while (count > 0)
8328     {
8329       p = NEXT_INSN (p);
8330       code = GET_CODE (p);
8331
8332       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
8333       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
8334         p = XEXP (temp, 0);
8335
8336       if (code == INSN
8337           && (set = single_set (p))
8338           && REG_P (SET_DEST (set))
8339           && SET_DEST (set) == dest_reg
8340           && (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg,
8341                                      add_val, mult_val, ext_val, 0,
8342                                      &benefit, VOIDmode)
8343               /* Giv created by equivalent expression.  */
8344               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
8345                   && general_induction_var (loop, XEXP (temp, 0), &src_reg,
8346                                             add_val, mult_val, ext_val, 0,
8347                                             &benefit, VOIDmode)))
8348           && src_reg == v->src_reg)
8349         {
8350           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
8351             benefit += libcall_benefit (p);
8352
8353           count--;
8354           v->mult_val = *mult_val;
8355           v->add_val = *add_val;
8356           v->benefit += benefit;
8357         }
8358       else if (code != NOTE)
8359         {
8360           /* Allow insns that set something other than this giv to a
8361              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
8362              include long constants and should not disqualify a giv.  */
8363           if (code == INSN
8364               && (set = single_set (p))
8365               && SET_DEST (set) != dest_reg
8366               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
8367             continue;
8368
8369           REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8370           return 0;
8371         }
8372     }
8373
8374   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8375   *last_consec_insn = p;
8376   return v->benefit;
8377 }
8378 \f
8379 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8380    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
8381    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
8382
8383    To perform the computation, we note that
8384         G1 = x * v + a          and
8385         G2 = y * v + b
8386    where `v' is the biv.
8387
8388    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
8389
8390    Note that MULT = y/x.
8391
8392    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
8393    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
8394    subtracting variables.  */
8395
8396 static rtx
8397 express_from_1 (rtx a, rtx b, rtx mult)
8398 {
8399   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
8400
8401   if (mult == const0_rtx)
8402     return b;
8403
8404   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
8405      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
8406      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
8407      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
8408
8409   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
8410     return NULL_RTX;
8411
8412   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
8413      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
8414      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
8415      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
8416      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
8417
8418   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
8419     {
8420       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
8421
8422       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8423       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
8424         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
8425
8426       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
8427       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
8428         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
8429
8430       if (rtx_equal_p (ra, rb))
8431         /* We matched: remove one reg completely.  */
8432         a = oa, b = ob;
8433       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
8434         /* An alternate match.  */
8435         a = oa, b = rb;
8436       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
8437         /* An alternate match.  */
8438         a = ra, b = ob;
8439       else
8440         {
8441           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
8442              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
8443           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
8444           if (ob == NULL_RTX)
8445             return NULL_RTX;
8446           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
8447         }
8448     }
8449
8450   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
8451      get rid of everything but a constant.  */
8452
8453   if (GET_CODE (a) == PLUS)
8454     {
8455       rtx ra, oa;
8456
8457       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8458       if (rtx_equal_p (oa, b))
8459         oa = ra;
8460       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
8461         return NULL_RTX;
8462
8463       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
8464         return NULL_RTX;
8465
8466       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
8467     }
8468   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8469     {
8470       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
8471     }
8472   else if (CONSTANT_P (a))
8473     {
8474       enum machine_mode mode_a = GET_MODE (a);
8475       enum machine_mode mode_b = GET_MODE (b);
8476       enum machine_mode mode = mode_b == VOIDmode ? mode_a : mode_b;
8477       return simplify_gen_binary (MINUS, mode, b, a);
8478     }
8479   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
8480     {
8481       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
8482         return XEXP (b, 1);
8483       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
8484         return XEXP (b, 0);
8485       else
8486         return NULL_RTX;
8487     }
8488   else if (rtx_equal_p (a, b))
8489     return const0_rtx;
8490
8491   return NULL_RTX;
8492 }
8493
8494 static rtx
8495 express_from (struct induction *g1, struct induction *g2)
8496 {
8497   rtx mult, add;
8498
8499   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
8500      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
8501      for notation) is also an integer.  */
8502   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
8503       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
8504     {
8505       if (g1->mult_val == const0_rtx
8506           || (g1->mult_val == constm1_rtx
8507               && INTVAL (g2->mult_val)
8508                  == (HOST_WIDE_INT) 1 << (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1))
8509           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
8510         return NULL_RTX;
8511       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
8512     }
8513   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
8514     mult = const1_rtx;
8515   else
8516     {
8517       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
8518       return NULL_RTX;
8519     }
8520
8521   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
8522   if (add == NULL_RTX)
8523     {
8524       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
8525          scale G1's addend and try again.  */
8526       if (INTVAL (mult) > 1)
8527         {
8528           rtx g1_add_val = g1->add_val;
8529           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
8530               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
8531             {
8532               HOST_WIDE_INT m;
8533               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
8534               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
8535                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
8536             }
8537           else
8538             {
8539               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
8540                                          mult);
8541             }
8542
8543           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
8544         }
8545     }
8546   if (add == NULL_RTX)
8547     return NULL_RTX;
8548
8549   /* Form simplified final result.  */
8550   if (mult == const0_rtx)
8551     return add;
8552   else if (mult == const1_rtx)
8553     mult = g1->dest_reg;
8554   else
8555     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
8556
8557   if (add == const0_rtx)
8558     return mult;
8559   else
8560     {
8561       if (GET_CODE (add) == PLUS
8562           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
8563         {
8564           rtx tem = XEXP (add, 1);
8565           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
8566           add = tem;
8567         }
8568
8569       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
8570     }
8571 }
8572 \f
8573 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8574    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
8575    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
8576    used to represent G1.  */
8577
8578 static rtx
8579 combine_givs_p (struct induction *g1, struct induction *g2)
8580 {
8581   rtx comb, ret;
8582
8583   /* With the introduction of ext dependent givs, we must care for modes.
8584      G2 must not use a wider mode than G1.  */
8585   if (GET_MODE_SIZE (g1->mode) < GET_MODE_SIZE (g2->mode))
8586     return NULL_RTX;
8587
8588   ret = comb = express_from (g1, g2);
8589   if (comb == NULL_RTX)
8590     return NULL_RTX;
8591   if (g1->mode != g2->mode)
8592     ret = gen_lowpart (g2->mode, comb);
8593
8594   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
8595      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
8596      rtx_equal_p is a weaker test.  */
8597   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
8598      combination to be the other way round.  */
8599   if (comb == g1->dest_reg
8600       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
8601     {
8602       return ret;
8603     }
8604
8605   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
8606      as an address and no more expensive than using a register for G2,
8607      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
8608   if (ret != NULL_RTX
8609       && g2->giv_type == DEST_ADDR
8610       && memory_address_p (GET_MODE (g2->mem), ret))
8611     return ret;
8612
8613   return NULL_RTX;
8614 }
8615 \f
8616 /* See if BL is monotonic and has a constant per-iteration increment.
8617    Return the increment if so, otherwise return 0.  */
8618
8619 static HOST_WIDE_INT
8620 get_monotonic_increment (struct iv_class *bl)
8621 {
8622   struct induction *v;
8623   rtx incr;
8624
8625   /* Get the total increment and check that it is constant.  */
8626   incr = biv_total_increment (bl);
8627   if (incr == 0 || GET_CODE (incr) != CONST_INT)
8628     return 0;
8629
8630   for (v = bl->biv; v != 0; v = v->next_iv)
8631     {
8632       if (GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT)
8633         return 0;
8634
8635       if (INTVAL (v->add_val) < 0 && INTVAL (incr) >= 0)
8636         return 0;
8637
8638       if (INTVAL (v->add_val) > 0 && INTVAL (incr) <= 0)
8639         return 0;
8640     }
8641   return INTVAL (incr);
8642 }
8643
8644
8645 /* Subroutine of biv_fits_mode_p.  Return true if biv BL, when biased by
8646    BIAS, will never exceed the unsigned range of MODE.  LOOP is the loop
8647    to which the biv belongs and INCR is its per-iteration increment.  */
8648
8649 static bool
8650 biased_biv_fits_mode_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8651                         HOST_WIDE_INT incr, enum machine_mode mode,
8652                         unsigned HOST_WIDE_INT bias)
8653 {
8654   unsigned HOST_WIDE_INT initial, maximum, span, delta;
8655
8656   /* We need to be able to manipulate MODE-size constants.  */
8657   if (HOST_BITS_PER_WIDE_INT < GET_MODE_BITSIZE (mode))
8658     return false;
8659
8660   /* The number of loop iterations must be constant.  */
8661   if (LOOP_INFO (loop)->n_iterations == 0)
8662     return false;
8663
8664   /* So must the biv's initial value.  */
8665   if (bl->initial_value == 0 || GET_CODE (bl->initial_value) != CONST_INT)
8666     return false;
8667
8668   initial = bias + INTVAL (bl->initial_value);
8669   maximum = GET_MODE_MASK (mode);
8670
8671   /* Make sure that the initial value is within range.  */
8672   if (initial > maximum)
8673     return false;
8674
8675   /* Set up DELTA and SPAN such that the number of iterations * DELTA
8676      (calculated to arbitrary precision) must be <= SPAN.  */
8677   if (incr < 0)
8678     {
8679       delta = -incr;
8680       span = initial;
8681     }
8682   else
8683     {
8684       delta = incr;
8685       /* Handle the special case in which MAXIMUM is the largest
8686          unsigned HOST_WIDE_INT and INITIAL is 0.  */
8687       if (maximum + 1 == initial)
8688         span = LOOP_INFO (loop)->n_iterations * delta;
8689       else
8690         span = maximum + 1 - initial;
8691     }
8692   return (span / LOOP_INFO (loop)->n_iterations >= delta);
8693 }
8694
8695
8696 /* Return true if biv BL will never exceed the bounds of MODE.  LOOP is
8697    the loop to which BL belongs and INCR is its per-iteration increment.
8698    UNSIGNEDP is true if the biv should be treated as unsigned.  */
8699
8700 static bool
8701 biv_fits_mode_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8702                  HOST_WIDE_INT incr, enum machine_mode mode, bool unsignedp)
8703 {
8704   struct loop_info *loop_info;
8705   unsigned HOST_WIDE_INT bias;
8706
8707   /* A biv's value will always be limited to its natural mode.
8708      Larger modes will observe the same wrap-around.  */
8709   if (GET_MODE_SIZE (mode) > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (bl->biv->src_reg)))
8710     mode = GET_MODE (bl->biv->src_reg);
8711
8712   loop_info = LOOP_INFO (loop);
8713
8714   bias = (unsignedp ? 0 : (GET_MODE_MASK (mode) >> 1) + 1);
8715   if (biased_biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, bias))
8716     return true;
8717
8718   if (mode == GET_MODE (bl->biv->src_reg)
8719       && bl->biv->src_reg == loop_info->iteration_var
8720       && loop_info->comparison_value
8721       && loop_invariant_p (loop, loop_info->comparison_value))
8722     {
8723       /* If the increment is +1, and the exit test is a <, the BIV
8724          cannot overflow.  (For <=, we have the problematic case that
8725          the comparison value might be the maximum value of the range.)  */
8726       if (incr == 1)
8727         {
8728           if (loop_info->comparison_code == LT)
8729             return true;
8730           if (loop_info->comparison_code == LTU && unsignedp)
8731             return true;
8732         }
8733
8734       /* Likewise for increment -1 and exit test >.  */
8735       if (incr == -1)
8736         {
8737           if (loop_info->comparison_code == GT)
8738             return true;
8739           if (loop_info->comparison_code == GTU && unsignedp)
8740             return true;
8741         }
8742     }
8743   return false;
8744 }
8745
8746
8747 /* Given that X is an extension or truncation of BL, return true
8748    if it is unaffected by overflow.  LOOP is the loop to which
8749    BL belongs and INCR is its per-iteration increment.  */
8750
8751 static bool
8752 extension_within_bounds_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8753                            HOST_WIDE_INT incr, rtx x)
8754 {
8755   enum machine_mode mode;
8756   bool signedp, unsignedp;
8757
8758   switch (GET_CODE (x))
8759     {
8760     case SIGN_EXTEND:
8761     case ZERO_EXTEND:
8762       mode = GET_MODE (XEXP (x, 0));
8763       signedp = (GET_CODE (x) == SIGN_EXTEND);
8764       unsignedp = (GET_CODE (x) == ZERO_EXTEND);
8765       break;
8766
8767     case TRUNCATE:
8768       /* We don't know whether this value is being used as signed
8769          or unsigned, so check the conditions for both.  */
8770       mode = GET_MODE (x);
8771       signedp = unsignedp = true;
8772       break;
8773
8774     default:
8775       gcc_unreachable ();
8776     }
8777
8778   return ((!signedp || biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, false))
8779           && (!unsignedp || biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, true)));
8780 }
8781
8782
8783 /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
8784    root biv is safe from wrapping in the interior mode, which would
8785    make the giv illegal.  */
8786
8787 static void
8788 check_ext_dependent_givs (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
8789 {
8790   struct induction *v;
8791   HOST_WIDE_INT incr;
8792
8793   incr = get_monotonic_increment (bl);
8794
8795   /* Invalidate givs that fail the tests.  */
8796   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8797     if (v->ext_dependent)
8798       {
8799         if (incr != 0
8800             && extension_within_bounds_p (loop, bl, incr, v->ext_dependent))
8801           {
8802             if (loop_dump_stream)
8803               fprintf (loop_dump_stream,
8804                        "Verified ext dependent giv at %d of reg %d\n",
8805                        INSN_UID (v->insn), bl->regno);
8806           }
8807         else
8808           {
8809             if (loop_dump_stream)
8810               fprintf (loop_dump_stream,
8811                        "Failed ext dependent giv at %d\n",
8812                        INSN_UID (v->insn));
8813
8814             v->ignore = 1;
8815             bl->all_reduced = 0;
8816           }
8817       }
8818 }
8819
8820 /* Generate a version of VALUE in a mode appropriate for initializing V.  */
8821
8822 static rtx
8823 extend_value_for_giv (struct induction *v, rtx value)
8824 {
8825   rtx ext_dep = v->ext_dependent;
8826
8827   if (! ext_dep)
8828     return value;
8829
8830   /* Recall that check_ext_dependent_givs verified that the known bounds
8831      of a biv did not overflow or wrap with respect to the extension for
8832      the giv.  Therefore, constants need no additional adjustment.  */
8833   if (CONSTANT_P (value) && GET_MODE (value) == VOIDmode)
8834     return value;
8835
8836   /* Otherwise, we must adjust the value to compensate for the
8837      differing modes of the biv and the giv.  */
8838   return gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (ext_dep), GET_MODE (ext_dep), value);
8839 }
8840 \f
8841 struct combine_givs_stats
8842 {
8843   int giv_number;
8844   int total_benefit;
8845 };
8846
8847 static int
8848 cmp_combine_givs_stats (const void *xp, const void *yp)
8849 {
8850   const struct combine_givs_stats * const x =
8851     (const struct combine_givs_stats *) xp;
8852   const struct combine_givs_stats * const y =
8853     (const struct combine_givs_stats *) yp;
8854   int d;
8855   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
8856   /* Stabilize the sort.  */
8857   if (!d)
8858     d = x->giv_number - y->giv_number;
8859   return d;
8860 }
8861
8862 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
8863    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
8864    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
8865    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
8866
8867 static void
8868 combine_givs (struct loop_regs *regs, struct iv_class *bl)
8869 {
8870   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
8871   const int extra_benefit = 3;
8872
8873   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
8874   int i, j, k, giv_count;
8875   struct combine_givs_stats *stats;
8876   rtx *can_combine;
8877
8878   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
8879   giv_count = 0;
8880   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
8881     if (!g1->ignore)
8882       giv_count++;
8883
8884   giv_array = alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
8885   i = 0;
8886   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
8887     if (!g1->ignore)
8888       giv_array[i++] = g1;
8889
8890   stats = xcalloc (giv_count, sizeof (*stats));
8891   can_combine = xcalloc (giv_count, giv_count * sizeof (rtx));
8892
8893   for (i = 0; i < giv_count; i++)
8894     {
8895       int this_benefit;
8896       rtx single_use;
8897
8898       g1 = giv_array[i];
8899       stats[i].giv_number = i;
8900
8901       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
8902          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
8903          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
8904          to be reduced on its own.  The lossage shows up in particular with
8905          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
8906          be seen elsewhere as well.  */
8907       if (g1->giv_type == DEST_REG
8908           && (single_use = regs->array[REGNO (g1->dest_reg)].single_usage)
8909           && single_use != const0_rtx)
8910         continue;
8911
8912       this_benefit = g1->benefit;
8913       /* Add an additional weight for zero addends.  */
8914       if (g1->no_const_addval)
8915         this_benefit += 1;
8916
8917       for (j = 0; j < giv_count; j++)
8918         {
8919           rtx this_combine;
8920
8921           g2 = giv_array[j];
8922           if (g1 != g2
8923               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
8924             {
8925               can_combine[i * giv_count + j] = this_combine;
8926               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
8927             }
8928         }
8929       stats[i].total_benefit = this_benefit;
8930     }
8931
8932   /* Iterate, combining until we can't.  */
8933 restart:
8934   qsort (stats, giv_count, sizeof (*stats), cmp_combine_givs_stats);
8935
8936   if (loop_dump_stream)
8937     {
8938       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
8939       for (k = 0; k < giv_count; k++)
8940         {
8941           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
8942           if (!g1->combined_with && !g1->same)
8943             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
8944                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
8945                      stats[k].total_benefit);
8946         }
8947       putc ('\n', loop_dump_stream);
8948     }
8949
8950   for (k = 0; k < giv_count; k++)
8951     {
8952       int g1_add_benefit = 0;
8953
8954       i = stats[k].giv_number;
8955       g1 = giv_array[i];
8956
8957       /* If it has already been combined, skip.  */
8958       if (g1->combined_with || g1->same)
8959         continue;
8960
8961       for (j = 0; j < giv_count; j++)
8962         {
8963           g2 = giv_array[j];
8964           if (g1 != g2 && can_combine[i * giv_count + j]
8965               /* If it has already been combined, skip.  */
8966               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
8967             {
8968               int l;
8969
8970               g2->new_reg = can_combine[i * giv_count + j];
8971               g2->same = g1;
8972               /* For destination, we now may replace by mem expression instead
8973                  of register.  This changes the costs considerably, so add the
8974                  compensation.  */
8975               if (g2->giv_type == DEST_ADDR)
8976                 g2->benefit = (g2->benefit + reg_address_cost
8977                                - address_cost (g2->new_reg,
8978                                GET_MODE (g2->mem)));
8979               g1->combined_with++;
8980               g1->lifetime += g2->lifetime;
8981
8982               g1_add_benefit += g2->benefit;
8983
8984               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
8985                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
8986                  longer be necessary.  */
8987               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
8988                 g1_add_benefit -= copy_cost;
8989
8990               /* To help optimize the next set of combinations, remove
8991                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
8992               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
8993                 {
8994                   int m = stats[l].giv_number;
8995                   if (can_combine[m * giv_count + j])
8996                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
8997                 }
8998
8999               if (loop_dump_stream)
9000                 fprintf (loop_dump_stream,
9001                          "giv at %d combined with giv at %d; new benefit %d + %d, lifetime %d\n",
9002                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn),
9003                          g1->benefit, g1_add_benefit, g1->lifetime);
9004             }
9005         }
9006
9007       /* To help optimize the next set of combinations, remove
9008          this giv from the benefits of other potential mates.  */
9009       if (g1->combined_with)
9010         {
9011           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
9012             {
9013               int m = stats[j].giv_number;
9014               if (can_combine[m * giv_count + i])
9015                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
9016             }
9017
9018           g1->benefit += g1_add_benefit;
9019
9020           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
9021              Restart the combination so that proper weights for the
9022              rest of the givs are properly taken into account.  */
9023           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
9024              as to not cover old ground.  But sanely compacting
9025              can_combine is tricky.  */
9026           goto restart;
9027         }
9028     }
9029
9030   /* Clean up.  */
9031   free (stats);
9032   free (can_combine);
9033 }
9034 \f
9035 /* Generate sequence for REG = B * M + A.  B is the initial value of
9036    the basic induction variable, M a multiplicative constant, A an
9037    additive constant and REG the destination register.  */
9038
9039 static rtx
9040 gen_add_mult (rtx b,  rtx m, rtx a, rtx reg)
9041 {
9042   rtx seq;
9043   rtx result;
9044
9045   start_sequence ();
9046   /* Use unsigned arithmetic.  */
9047   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9048   if (reg != result)
9049     emit_move_insn (reg, result);
9050   seq = get_insns ();
9051   end_sequence ();
9052
9053   return seq;
9054 }
9055
9056
9057 /* Update registers created in insn sequence SEQ.  */
9058
9059 static void
9060 loop_regs_update (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, rtx seq)
9061 {
9062   rtx insn;
9063
9064   /* Update register info for alias analysis.  */
9065
9066   insn = seq;
9067   while (insn != NULL_RTX)
9068     {
9069       rtx set = single_set (insn);
9070
9071       if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
9072         record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
9073
9074       insn = NEXT_INSN (insn);
9075     }
9076 }
9077
9078
9079 /* EMIT code before BEFORE_BB/BEFORE_INSN to set REG = B * M + A.  B
9080    is the initial value of the basic induction variable, M a
9081    multiplicative constant, A an additive constant and REG the
9082    destination register.  */
9083
9084 static void
9085 loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a,
9086                               rtx reg, basic_block before_bb, rtx before_insn)
9087 {
9088   rtx seq;
9089
9090   if (! before_insn)
9091     {
9092       loop_iv_add_mult_hoist (loop, b, m, a, reg);
9093       return;
9094     }
9095
9096   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9097   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9098
9099   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
9100   update_reg_last_use (a, before_insn);
9101   update_reg_last_use (b, before_insn);
9102   update_reg_last_use (m, before_insn);
9103
9104   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9105      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9106      must do this before inserting the sequence.  */
9107   loop_regs_update (loop, seq);
9108
9109   loop_insn_emit_before (loop, before_bb, before_insn, seq);
9110 }
9111
9112
9113 /* Emit insns in loop pre-header to set REG = B * M + A.  B is the
9114    initial value of the basic induction variable, M a multiplicative
9115    constant, A an additive constant and REG the destination
9116    register.  */
9117
9118 static void
9119 loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9120 {
9121   rtx seq;
9122
9123   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9124   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9125
9126   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.
9127      ???? Is this really necessary?  */
9128   update_reg_last_use (a, loop->sink);
9129   update_reg_last_use (b, loop->sink);
9130   update_reg_last_use (m, loop->sink);
9131
9132   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9133      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9134      must do this before inserting the sequence.  */
9135   loop_regs_update (loop, seq);
9136
9137   loop_insn_sink (loop, seq);
9138 }
9139
9140
9141 /* Emit insns after loop to set REG = B * M + A.  B is the initial
9142    value of the basic induction variable, M a multiplicative constant,
9143    A an additive constant and REG the destination register.  */
9144
9145 static void
9146 loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9147 {
9148   rtx seq;
9149
9150   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9151   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9152
9153   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9154      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9155      must do this before inserting the sequence.  */
9156   loop_regs_update (loop, seq);
9157
9158   loop_insn_hoist (loop, seq);
9159 }
9160
9161
9162
9163 /* Similar to gen_add_mult, but compute cost rather than generating
9164    sequence.  */
9165
9166 static int
9167 iv_add_mult_cost (rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9168 {
9169   int cost = 0;
9170   rtx last, result;
9171
9172   start_sequence ();
9173   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9174   if (reg != result)
9175     emit_move_insn (reg, result);
9176   last = get_last_insn ();
9177   while (last)
9178     {
9179       rtx t = single_set (last);
9180       if (t)
9181         cost += rtx_cost (SET_SRC (t), SET);
9182       last = PREV_INSN (last);
9183     }
9184   end_sequence ();
9185   return cost;
9186 }
9187 \f
9188 /* Test whether A * B can be computed without
9189    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.
9190
9191   ??? This function stinks because it generates a ton of wasted RTL
9192   ??? and as a result fragments GC memory to no end.  There are other
9193   ??? places in the compiler which are invoked a lot and do the same
9194   ??? thing, generate wasted RTL just to see if something is possible.  */
9195
9196 static int
9197 product_cheap_p (rtx a, rtx b)
9198 {
9199   rtx tmp;
9200   int win, n_insns;
9201
9202   /* If only one is constant, make it B.  */
9203   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9204     tmp = a, a = b, b = tmp;
9205
9206   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
9207   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9208     return 1;
9209
9210   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
9211   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
9212     return 0;
9213
9214   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
9215      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
9216      of insns is generated.  */
9217
9218   start_sequence ();
9219   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 1);
9220   tmp = get_insns ();
9221   end_sequence ();
9222
9223   win = 1;
9224   if (tmp == NULL_RTX)
9225     ;
9226   else if (INSN_P (tmp))
9227     {
9228       n_insns = 0;
9229       while (tmp != NULL_RTX)
9230         {
9231           rtx next = NEXT_INSN (tmp);
9232
9233           if (++n_insns > 3
9234               || !NONJUMP_INSN_P (tmp)
9235               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == SET
9236                   && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (tmp))) == MULT)
9237               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == PARALLEL
9238                   && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0)) == SET
9239                   && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0))) == MULT))
9240             {
9241               win = 0;
9242               break;
9243             }
9244
9245           tmp = next;
9246         }
9247     }
9248   else if (GET_CODE (tmp) == SET
9249            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
9250     win = 0;
9251   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
9252            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
9253            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
9254     win = 0;
9255
9256   return win;
9257 }
9258 \f
9259 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
9260    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
9261    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
9262    to see if the optimization can be performed.
9263    Value is nonzero if optimization was performed.  */
9264
9265 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
9266    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
9267    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
9268    faster than one that increments from zero.  */
9269
9270 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
9271    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
9272    final_[bg]iv_value.  */
9273
9274 static int
9275 check_dbra_loop (struct loop *loop, int insn_count)
9276 {
9277   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
9278   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
9279   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
9280   struct iv_class *bl;
9281   rtx reg;
9282   enum machine_mode mode;
9283   rtx jump_label;
9284   rtx final_value;
9285   rtx start_value;
9286   rtx new_add_val;
9287   rtx comparison;
9288   rtx before_comparison;
9289   rtx p;
9290   rtx jump;
9291   rtx first_compare;
9292   int compare_and_branch;
9293   rtx loop_start = loop->start;
9294   rtx loop_end = loop->end;
9295
9296   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
9297      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
9298
9299   jump = PREV_INSN (loop_end);
9300   comparison = get_condition_for_loop (loop, jump);
9301   if (comparison == 0)
9302     return 0;
9303   if (!onlyjump_p (jump))
9304     return 0;
9305
9306   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
9307      two instructions.  */
9308   get_condition (jump, &first_compare, false, true);
9309   if (first_compare == jump)
9310     compare_and_branch = 1;
9311   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
9312     compare_and_branch = 2;
9313   else
9314     return 0;
9315
9316   {
9317     /* If more than one condition is present to control the loop, then
9318        do not proceed, as this function does not know how to rewrite
9319        loop tests with more than one condition.
9320
9321        Look backwards from the first insn in the last comparison
9322        sequence and see if we've got another comparison sequence.  */
9323
9324     rtx jump1;
9325     if ((jump1 = prev_nonnote_insn (first_compare))
9326         && JUMP_P (jump1))
9327         return 0;
9328   }
9329
9330   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
9331      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
9332      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
9333      used between its update and the test insn.  */
9334
9335   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9336     {
9337       if (bl->biv_count == 1
9338           && ! bl->biv->maybe_multiple
9339           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
9340           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9341                                    first_compare))
9342         break;
9343     }
9344
9345   /* Try swapping the comparison to identify a suitable biv.  */
9346   if (!bl)
9347     for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9348       if (bl->biv_count == 1
9349           && ! bl->biv->maybe_multiple
9350           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 1)
9351           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9352                                    first_compare))
9353         {
9354           comparison = gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)),
9355                                        VOIDmode,
9356                                        XEXP (comparison, 1),
9357                                        XEXP (comparison, 0));
9358           break;
9359         }
9360
9361   if (! bl)
9362     return 0;
9363
9364   /* Look for the case where the basic induction variable is always
9365      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
9366      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
9367      m68k DBRA instruction to be used.  */
9368
9369   if (((GET_CODE (comparison) == GT && XEXP (comparison, 1) == constm1_rtx)
9370        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
9371       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9372       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
9373     {
9374       /* Initial value must be greater than 0,
9375          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
9376          the last iteration */
9377
9378       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
9379           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
9380           && (INTVAL (bl->initial_value)
9381               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
9382         {
9383           /* Register always nonnegative, add REG_NOTE to branch.  */
9384           if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9385             REG_NOTES (jump)
9386               = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9387                                    REG_NOTES (jump));
9388           bl->nonneg = 1;
9389
9390           return 1;
9391         }
9392
9393       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
9394          the loop, then we can safely optimize.  */
9395       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
9396         {
9397           if (LABEL_P (p))
9398             break;
9399           if (!JUMP_P (p))
9400             continue;
9401
9402           before_comparison = get_condition_for_loop (loop, p);
9403           if (before_comparison
9404               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
9405               && (GET_CODE (before_comparison) == LT
9406                   || GET_CODE (before_comparison) == LTU)
9407               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
9408               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
9409               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
9410             {
9411               if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9412                 REG_NOTES (jump)
9413                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9414                                        REG_NOTES (jump));
9415               bl->nonneg = 1;
9416
9417               return 1;
9418             }
9419         }
9420     }
9421   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9422            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
9423     {
9424       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
9425       /* Can do this if:
9426          all registers modified are induction variables or invariant,
9427          all memory references have non-overlapping addresses
9428          (obviously true if only one write)
9429          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
9430       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
9431          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
9432          reversed.  We meet this condition by requiring that either
9433          no_use_except_counting is true, or else that there is only
9434          one biv.  */
9435       int num_nonfixed_reads = 0;
9436       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
9437       int no_use_except_counting = 0;
9438       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
9439          which is reversible.  */
9440       int reversible_mem_store = 1;
9441
9442       if (bl->giv_count == 0
9443           && !loop->exit_count
9444           && !loop_info->has_multiple_exit_targets)
9445         {
9446           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
9447           struct iv_class *blt;
9448
9449           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
9450              fall through at the end of the loop, then
9451              see if perhaps there are no uses except to count.  */
9452           no_use_except_counting = 1;
9453           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9454             if (INSN_P (p))
9455               {
9456                 rtx set = single_set (p);
9457
9458                 if (set && REG_P (SET_DEST (set))
9459                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
9460                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
9461                   ;
9462                 else if (!reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
9463                   /* An insn that doesn't mention the biv is okay.  */
9464                   ;
9465                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
9466                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
9467                   {
9468                     /* If either of these insns uses the biv and sets a pseudo
9469                        that has more than one usage, then the biv has uses
9470                        other than counting since it's used to derive a value
9471                        that is used more than one time.  */
9472                     note_stores (PATTERN (p), note_set_pseudo_multiple_uses,
9473                                  regs);
9474                     if (regs->multiple_uses)
9475                       {
9476                         no_use_except_counting = 0;
9477                         break;
9478                       }
9479                   }
9480                 else
9481                   {
9482                     no_use_except_counting = 0;
9483                     break;
9484                   }
9485               }
9486
9487           /* A biv has uses besides counting if it is used to set
9488              another biv.  */
9489           for (blt = ivs->list; blt; blt = blt->next)
9490             if (blt->init_set
9491                 && reg_mentioned_p (bivreg, SET_SRC (blt->init_set)))
9492               {
9493                 no_use_except_counting = 0;
9494                 break;
9495               }
9496         }
9497
9498       if (no_use_except_counting)
9499         /* No need to worry about MEMs.  */
9500         ;
9501       else if (loop_info->num_mem_sets <= 1)
9502         {
9503           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9504             if (INSN_P (p))
9505               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (loop, PATTERN (p));
9506
9507           /* If the loop has a single store, and the destination address is
9508              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
9509              might then have the wrong value at loop exit.
9510              This would work if the source was invariant also, however, in that
9511              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
9512
9513           if (loop_info->num_mem_sets == 1)
9514             {
9515               struct induction *v;
9516
9517               /* If we could prove that each of the memory locations
9518                  written to was different, then we could reverse the
9519                  store -- but we don't presently have any way of
9520                  knowing that.  */
9521               reversible_mem_store = 0;
9522
9523               /* If the store depends on a register that is set after the
9524                  store, it depends on the initial value, and is thus not
9525                  reversible.  */
9526               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
9527                 {
9528                   if (v->giv_type == DEST_REG
9529                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
9530                                           PATTERN (loop_info->first_loop_store_insn))
9531                       && loop_insn_first_p (loop_info->first_loop_store_insn,
9532                                             v->insn))
9533                     reversible_mem_store = 0;
9534                 }
9535             }
9536         }
9537       else
9538         return 0;
9539
9540       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
9541          the memory address check by only reversing loops with
9542          zero or one memory access.
9543          Two memory accesses could involve parts of the same array,
9544          and that can't be reversed.
9545          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
9546          about all these things.  */
9547
9548       if ((num_nonfixed_reads <= 1
9549            && ! loop_info->has_nonconst_call
9550            && ! loop_info->has_prefetch
9551            && ! loop_info->has_volatile
9552            && reversible_mem_store
9553            && (bl->giv_count + bl->biv_count + loop_info->num_mem_sets
9554                + num_unmoved_movables (loop) + compare_and_branch == insn_count)
9555            && (bl == ivs->list && bl->next == 0))
9556           || (no_use_except_counting && ! loop_info->has_prefetch))
9557         {
9558           rtx tem;
9559
9560           /* Loop can be reversed.  */
9561           if (loop_dump_stream)
9562             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
9563
9564           /* Now check other conditions:
9565
9566              The increment must be a constant, as must the initial value,
9567              and the comparison code must be LT.
9568
9569              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
9570              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
9571              confusing.  */
9572
9573           if (comparison
9574               /* for constants, LE gets turned into LT */
9575               && (GET_CODE (comparison) == LT
9576                   || (GET_CODE (comparison) == LE
9577                       && no_use_except_counting) 
9578                   || GET_CODE (comparison) == LTU))
9579             {
9580               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val = 0;
9581               rtx initial_value, comparison_value;
9582               int nonneg = 0;
9583               enum rtx_code cmp_code;
9584               int comparison_const_width;
9585               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
9586               bool keep_first_compare;
9587
9588               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
9589               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
9590               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
9591                 comparison_const_width
9592                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
9593               else
9594                 comparison_const_width
9595                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
9596               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9597                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
9598               comparison_sign_mask
9599                 = (unsigned HOST_WIDE_INT) 1 << (comparison_const_width - 1);
9600
9601               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
9602                  can not reverse this loop.
9603
9604                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
9605                  a whole compute an invariant result, then we could move
9606                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
9607               if (! loop_invariant_p (loop, comparison_value))
9608                 return 0;
9609
9610               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9611                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
9612               initial_value = bl->initial_value;
9613
9614               /* Normalize the initial value if it is an integer and
9615                  has no other use except as a counter.  This will allow
9616                  a few more loops to be reversed.  */
9617               if (no_use_except_counting
9618                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9619                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9620                 {
9621                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
9622                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
9623                      of add_val in order to do the loop reversal, so
9624                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
9625                      Since comparison_value is constant, we know that the
9626                      current comparison code is LT.  */
9627                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
9628                   comparison_val
9629                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
9630                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
9631                      even if there is an overflow, we might still be able to
9632                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
9633                      NE is possible.  */
9634                   initial_value = const0_rtx;
9635                 }
9636
9637               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
9638               if (initial_value == const0_rtx
9639                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9640                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
9641                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
9642                         & comparison_sign_mask))
9643                 {
9644                   /* Register will always be nonnegative, with value
9645                      0 on last iteration */
9646                   add_adjust = add_val;
9647                   nonneg = 1;
9648                   cmp_code = GE;
9649                 }
9650               else
9651                 return 0;
9652
9653               if (GET_CODE (comparison) == LE)
9654                 add_adjust -= add_val;
9655
9656               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
9657                  value is not an exact multiple of the increment, then we
9658                  can not reverse this loop.  */
9659               if (initial_value == const0_rtx
9660                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9661                 {
9662                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
9663                     return 0;
9664                 }
9665               else
9666                 {
9667                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
9668                     return 0;
9669                 }
9670
9671               final_value = comparison_value;
9672
9673               /* Reset these in case we normalized the initial value
9674                  and comparison value above.  */
9675               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9676                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9677                 {
9678                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
9679                   final_value
9680                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
9681                 }
9682               bl->initial_value = initial_value;
9683
9684               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
9685               reg = bl->biv->dest_reg;
9686               mode = GET_MODE (reg);
9687               jump_label = condjump_label (PREV_INSN (loop_end));
9688               new_add_val = GEN_INT (-INTVAL (bl->biv->add_val));
9689
9690               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
9691                  to generate a SUB.
9692                  Initialize biv to start_value before loop start.
9693                  The old initializing insn will be deleted as a
9694                  dead store by flow.c.  */
9695               if (initial_value == const0_rtx
9696                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9697                 {
9698                   start_value
9699                     = gen_int_mode (comparison_val - add_adjust, mode);
9700                   loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (reg, start_value));
9701                 }
9702               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9703                 {
9704                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
9705                   rtx add_insn = gen_add3_insn (reg, comparison_value, offset);
9706
9707                   if (add_insn == 0)
9708                     return 0;
9709
9710                   start_value
9711                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
9712                   loop_insn_hoist (loop, add_insn);
9713                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
9714                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
9715                                                 GEN_INT (add_val));
9716                 }
9717               else if (! add_adjust)
9718                 {
9719                   rtx sub_insn = gen_sub3_insn (reg, comparison_value,
9720                                                 initial_value);
9721
9722                   if (sub_insn == 0)
9723                     return 0;
9724                   start_value
9725                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
9726                   loop_insn_hoist (loop, sub_insn);
9727                 }
9728               else
9729                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
9730                    better to have a testcase first.  */
9731                 return 0;
9732
9733               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
9734                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
9735               start_sequence ();
9736               expand_inc (reg, new_add_val);
9737               tem = get_insns ();
9738               end_sequence ();
9739
9740               p = loop_insn_emit_before (loop, 0, bl->biv->insn, tem);
9741               delete_insn (bl->biv->insn);
9742
9743               /* Update biv info to reflect its new status.  */
9744               bl->biv->insn = p;
9745               bl->initial_value = start_value;
9746               bl->biv->add_val = new_add_val;
9747
9748               /* Update loop info.  */
9749               loop_info->initial_value = reg;
9750               loop_info->initial_equiv_value = reg;
9751               loop_info->final_value = const0_rtx;
9752               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
9753               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
9754               loop_info->comparison_code = cmp_code;
9755               loop_info->increment = new_add_val;
9756
9757               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
9758                  not delete the label.  */
9759               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0))++;
9760
9761               /* If we have a separate comparison insn that does more
9762                  than just set cc0, the result of the comparison might
9763                  be used outside the loop.  */
9764               keep_first_compare = (compare_and_branch == 2
9765 #ifdef HAVE_CC0
9766                                     && sets_cc0_p (first_compare) <= 0
9767 #endif
9768                                     );
9769
9770               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
9771                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
9772               if (keep_first_compare
9773                   || (REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
9774                   || ! bl->init_insn
9775                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
9776                 loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (reg, final_value));
9777
9778               if (keep_first_compare)
9779                 loop_insn_sink (loop, PATTERN (first_compare));
9780
9781               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
9782               delete_related_insns (PREV_INSN (loop_end));
9783               if (compare_and_branch == 2)
9784                 delete_related_insns (first_compare);
9785
9786               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
9787               start_sequence ();
9788               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
9789                                        mode, 0,
9790                                        XEXP (jump_label, 0));
9791               tem = get_insns ();
9792               end_sequence ();
9793               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
9794
9795               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
9796                    tem && !JUMP_P (tem);
9797                    tem = PREV_INSN (tem))
9798                 ;
9799
9800               if (tem)
9801                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
9802
9803               if (nonneg)
9804                 {
9805                   if (tem)
9806                     {
9807                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
9808                       /* Register is now always nonnegative,
9809                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
9810                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, reg,
9811                                                            REG_NOTES (tem));
9812                     }
9813                   bl->nonneg = 1;
9814                 }
9815
9816               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
9817                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
9818                  code).
9819                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
9820                  counting, or it is the only biv in this function.
9821                  However, the code that computes no_use_except_counting does
9822                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
9823                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
9824                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
9825                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
9826                  here.  */
9827               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9828                 if (INSN_P (p))
9829                   {
9830                     rtx *pnote;
9831                     rtx set = single_set (p);
9832                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
9833                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
9834                     if (! set
9835                         || !REG_P (SET_DEST (set))
9836                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= ivs->n_regs
9837                         || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
9838                         || REG_IV_INFO (ivs, REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
9839                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
9840                         {
9841                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
9842                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
9843                                                   XEXP (*pnote, 0)))
9844                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
9845                           else
9846                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
9847                         }
9848                   }
9849
9850               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
9851                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
9852                  will have to be fixed up.  */
9853
9854               bl->reversed = 1;
9855
9856               if (loop_dump_stream)
9857                 {
9858                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
9859                   if (bl->nonneg)
9860                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
9861                   else
9862                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
9863                 }
9864
9865               return 1;
9866             }
9867         }
9868     }
9869
9870   return 0;
9871 }
9872 \f
9873 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
9874    based on the insns in the loop that refer to it.
9875
9876    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
9877
9878    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
9879    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
9880    start of the loop.  */
9881
9882 static int
9883 maybe_eliminate_biv (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
9884                      int eliminate_p, int threshold, int insn_count)
9885 {
9886   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
9887   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
9888   rtx p;
9889
9890   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
9891      biv in a way that we cannot eliminate.  */
9892
9893   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
9894     {
9895       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
9896       basic_block where_bb = 0;
9897       rtx where_insn = threshold >= insn_count ? 0 : p;
9898       rtx note;
9899
9900       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
9901       if (INSN_P (p))
9902         {
9903           note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
9904
9905           if (note)
9906             {
9907               rtx last = XEXP (note, 0);
9908               rtx set = single_set (last);
9909
9910               if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
9911                 {
9912                   unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
9913
9914                   if (regno < ivs->n_regs
9915                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == GENERAL_INDUCT
9916                       && REG_IV_INFO (ivs, regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
9917                     p = last;
9918                 }
9919             }
9920         }
9921
9922       /* Closely examine the insn if the biv is mentioned.  */
9923       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
9924           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
9925           && ! maybe_eliminate_biv_1 (loop, PATTERN (p), p, bl,
9926                                       eliminate_p, where_bb, where_insn))
9927         {
9928           if (loop_dump_stream)
9929             fprintf (loop_dump_stream,
9930                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
9931                      bl->regno, INSN_UID (p));
9932           break;
9933         }
9934
9935       /* If we are eliminating, kill REG_EQUAL notes mentioning the biv.  */
9936       if (eliminate_p
9937           && (note = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)) != NULL_RTX
9938           && reg_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
9939         remove_note (p, note);
9940     }
9941
9942   if (p == loop->end)
9943     {
9944       if (loop_dump_stream)
9945         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
9946                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
9947       return 1;
9948     }
9949
9950   return 0;
9951 }
9952 \f
9953 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
9954    Return nonzero if INSN is first.  */
9955
9956 static int
9957 loop_insn_first_p (rtx insn, rtx reference)
9958 {
9959   rtx p, q;
9960
9961   for (p = insn, q = reference;;)
9962     {
9963       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
9964          first.  */
9965       if (q == insn || ! p)
9966         return 0;
9967       if (p == reference || ! q)
9968         return 1;
9969
9970       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
9971          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
9972          P is a note.  */
9973       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
9974           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
9975           && !NOTE_P (p))
9976         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
9977
9978       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
9979           || NOTE_P (p))
9980         p = NEXT_INSN (p);
9981       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
9982         q = NEXT_INSN (q);
9983     }
9984 }
9985
9986 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return nonzero if
9987    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
9988    div derivation is zero.  */
9989 static int
9990 biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *biv,
9991                                   struct induction *giv, rtx insn)
9992 {
9993   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
9994      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
9995      insn, then we'd have to adjust the value used here.
9996      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
9997   if (giv->auto_inc_opt
9998       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
9999            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
10000           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
10001               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
10002     return 0;
10003
10004   return 1;
10005 }
10006
10007 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
10008    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
10009
10010    If BIV does not appear in X, return 1.
10011
10012    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
10013    WHERE_INSN/WHERE_BB indicate where extra insns should be added.
10014    Depending on how many items have been moved out of the loop, it
10015    will either be before INSN (when WHERE_INSN is nonzero) or at the
10016    start of the loop (when WHERE_INSN is zero).  */
10017
10018 static int
10019 maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
10020                        struct iv_class *bl, int eliminate_p,
10021                        basic_block where_bb, rtx where_insn)
10022 {
10023   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
10024   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
10025   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
10026   struct induction *v;
10027   rtx arg, tem;
10028 #ifdef HAVE_cc0
10029   rtx new;
10030 #endif
10031   int arg_operand;
10032   const char *fmt;
10033   int i, j;
10034
10035   switch (code)
10036     {
10037     case REG:
10038       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
10039          we can't eliminate it.  */
10040       if (x == reg)
10041         return 0;
10042       return 1;
10043
10044     case SET:
10045       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
10046       if (SET_DEST (x) == reg)
10047         return 1;
10048
10049       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
10050          it will go away when the giv is reduced.  */
10051       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10052         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
10053           return 1;
10054
10055 #ifdef HAVE_cc0
10056       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
10057         {
10058           /* Can replace with any giv that was reduced and
10059              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
10060              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10061              ??? We disable this optimization to avoid potential
10062              overflows.  */
10063
10064           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10065             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
10066                 && v->add_val == const0_rtx
10067                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10068                 && v->mode == mode
10069                 && 0)
10070               {
10071                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10072                   continue;
10073
10074                 if (! eliminate_p)
10075                   return 1;
10076
10077                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10078                    then reverse the comparison.  */
10079                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10080                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
10081                                          const0_rtx, v->new_reg);
10082                 else
10083                   new = v->new_reg;
10084
10085                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
10086                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
10087                   return 1;
10088               }
10089
10090           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
10091              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
10092              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10093              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
10094              overflow problem.  */
10095
10096           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10097             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10098                 && v->mult_val != const0_rtx
10099                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10100                 && v->mode == mode
10101                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10102                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10103                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10104                     || (REG_P (v->add_val)
10105                         && REG_POINTER (v->add_val))))
10106               {
10107                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10108                   continue;
10109
10110                 if (! eliminate_p)
10111                   return 1;
10112
10113                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10114                    then reverse the comparison.  */
10115                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10116                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
10117                                          v->new_reg);
10118                 else
10119                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
10120                                          copy_rtx (v->add_val));
10121
10122                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
10123                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
10124                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10125                   return 1;
10126
10127                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
10128                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
10129                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
10130
10131                 loop_insn_emit_before (loop, 0, where_insn,
10132                                        gen_move_insn (tem,
10133                                                       copy_rtx (v->add_val)));
10134
10135                 /* Substitute the new register for its invariant value in
10136                    the compare expression.  */
10137                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
10138                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10139                   return 1;
10140               }
10141         }
10142 #endif
10143       break;
10144
10145     case COMPARE:
10146     case EQ:  case NE:
10147     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
10148     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
10149       /* See if either argument is the biv.  */
10150       if (XEXP (x, 0) == reg)
10151         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
10152       else if (XEXP (x, 1) == reg)
10153         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
10154       else
10155         break;
10156
10157       if (CONSTANT_P (arg))
10158         {
10159           /* First try to replace with any giv that has constant positive
10160              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
10161              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
10162
10163           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10164             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10165                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
10166                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10167                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10168                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10169                     || (REG_P (v->add_val)
10170                         && REG_POINTER (v->add_val)))
10171                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10172                 && v->mode == mode)
10173               {
10174                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10175                   continue;
10176
10177                 /* Don't eliminate if the linear combination that makes up
10178                    the giv overflows when it is applied to ARG.  */
10179                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT)
10180                   {
10181                     rtx add_val;
10182
10183                     if (GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
10184                       add_val = v->add_val;
10185                     else
10186                       add_val = const0_rtx;
10187
10188                     if (const_mult_add_overflow_p (arg, v->mult_val,
10189                                                    add_val, mode, 1))
10190                       continue;
10191                   }
10192
10193                 if (! eliminate_p)
10194                   return 1;
10195
10196                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
10197                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand), v->new_reg, 1);
10198
10199                 /* If all constants are actually constant integers and
10200                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
10201                    do so.  */
10202                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
10203                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
10204                   {
10205                     tem = expand_mult_add (arg, NULL_RTX, v->mult_val,
10206                                            v->add_val, mode, 1);
10207                   }
10208                 else
10209                   {
10210                     /* Otherwise, load it into a register.  */
10211                     tem = gen_reg_rtx (mode);
10212                     loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10213                                                   v->mult_val, v->add_val,
10214                                                   tem, where_bb, where_insn);
10215                   }
10216
10217                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10218
10219                 if (apply_change_group ())
10220                   return 1;
10221               }
10222
10223           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
10224              Insert insns to calculate new compare value.
10225              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
10226
10227           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10228             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10229                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
10230                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10231                 && v->mode == mode
10232                 && 0)
10233               {
10234                 rtx tem;
10235
10236                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10237                   continue;
10238
10239                 if (! eliminate_p)
10240                   return 1;
10241
10242                 tem = gen_reg_rtx (mode);
10243
10244                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
10245                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
10246                                  v->new_reg, 1);
10247
10248                 /* Compute value to compare against.  */
10249                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10250                                               v->mult_val, v->add_val,
10251                                               tem, where_bb, where_insn);
10252                 /* Use it in this insn.  */
10253                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10254                 if (apply_change_group ())
10255                   return 1;
10256               }
10257         }
10258       else if (REG_P (arg) || MEM_P (arg))
10259         {
10260           if (loop_invariant_p (loop, arg) == 1)
10261             {
10262               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
10263                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
10264                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
10265
10266               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10267                 if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
10268                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10269                     && v->mode == mode
10270                     && 0)
10271                   {
10272                     rtx tem;
10273
10274                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10275                       continue;
10276
10277                     if (! eliminate_p)
10278                       return 1;
10279
10280                     tem = gen_reg_rtx (mode);
10281
10282                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
10283                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
10284                                      v->new_reg, 1);
10285
10286                     /* Compute value to compare against.  */
10287                     loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10288                                                   v->mult_val, v->add_val,
10289                                                   tem, where_bb, where_insn);
10290                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10291                     if (apply_change_group ())
10292                       return 1;
10293                   }
10294             }
10295
10296           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
10297              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
10298              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
10299              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
10300              but that can generate poor code.
10301
10302              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
10303              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
10304              we might have to do a topological sort of the order in which
10305              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
10306              this sort of thing now.  */
10307
10308 #if 0
10309           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
10310           if (!REG_P (arg)
10311               || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
10312             return 0;
10313
10314           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
10315              with identical coefficients.  */
10316           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10317             {
10318               struct induction *tv;
10319
10320               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
10321                 continue;
10322
10323               for (tv = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (arg))->giv; tv;
10324                    tv = tv->next_iv)
10325                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
10326                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
10327                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
10328                     && tv->mode == mode)
10329                   {
10330                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10331                       continue;
10332
10333                     if (! eliminate_p)
10334                       return 1;
10335
10336                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
10337                     XEXP (x, 1 - arg_operand) = v->new_reg;
10338                     /* Replace other operand with the other giv's
10339                        reduced reg.  */
10340                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
10341                     return 1;
10342                   }
10343             }
10344 #endif
10345         }
10346
10347       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
10348       return 0;
10349
10350     case MEM:
10351       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
10352          biv is used in it, since it will be replaced.  */
10353       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10354         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
10355           return 1;
10356       break;
10357
10358     default:
10359       break;
10360     }
10361
10362   /* See if any subexpression fails elimination.  */
10363   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
10364   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
10365     {
10366       switch (fmt[i])
10367         {
10368         case 'e':
10369           if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XEXP (x, i), insn, bl,
10370                                        eliminate_p, where_bb, where_insn))
10371             return 0;
10372           break;
10373
10374         case 'E':
10375           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10376             if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
10377                                          eliminate_p, where_bb, where_insn))
10378               return 0;
10379           break;
10380         }
10381     }
10382
10383   return 1;
10384 }
10385 \f
10386 /* Return nonzero if the last use of REG
10387    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
10388
10389 static int
10390 last_use_this_basic_block (rtx reg, rtx insn)
10391 {
10392   rtx n;
10393   for (n = insn;
10394        n && !LABEL_P (n) && !JUMP_P (n);
10395        n = NEXT_INSN (n))
10396     {
10397       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
10398         return 1;
10399     }
10400   return 0;
10401 }
10402 \f
10403 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
10404    just record the location of the set and process it later.  */
10405
10406 static void
10407 record_initial (rtx dest, rtx set, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10408 {
10409   struct loop_ivs *ivs = (struct loop_ivs *) data;
10410   struct iv_class *bl;
10411
10412   if (!REG_P (dest)
10413       || REGNO (dest) >= ivs->n_regs
10414       || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
10415     return;
10416
10417   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest));
10418
10419   /* If this is the first set found, record it.  */
10420   if (bl->init_insn == 0)
10421     {
10422       bl->init_insn = note_insn;
10423       bl->init_set = set;
10424     }
10425 }
10426 \f
10427 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
10428    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
10429    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
10430    use it.  X must be a source expression only.  */
10431
10432 static void
10433 update_reg_last_use (rtx x, rtx insn)
10434 {
10435   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
10436      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
10437      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
10438      and hence this insn will never be the last use of x.
10439      ???? This comment is not correct.  See for example loop_givs_reduce.
10440      This may insert an insn before another new insn.  */
10441   if (REG_P (x) && REGNO (x) < max_reg_before_loop
10442       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
10443       && REGNO_LAST_LUID (REGNO (x)) < INSN_LUID (insn))
10444     {
10445       REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
10446     }
10447   else
10448     {
10449       int i, j;
10450       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
10451       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
10452         {
10453           if (fmt[i] == 'e')
10454             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
10455           else if (fmt[i] == 'E')
10456             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10457               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
10458         }
10459     }
10460 }
10461 \f
10462 /* Similar to rtlanal.c:get_condition, except that we also put an
10463    invariant last unless both operands are invariants.  */
10464
10465 static rtx
10466 get_condition_for_loop (const struct loop *loop, rtx x)
10467 {
10468   rtx comparison = get_condition (x, (rtx*) 0, false, true);
10469
10470   if (comparison == 0
10471       || ! loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 0))
10472       || loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 1)))
10473     return comparison;
10474
10475   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
10476                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
10477 }
10478
10479 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
10480
10481    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
10482    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
10483 static int
10484 indirect_jump_in_function_p (rtx start)
10485 {
10486   rtx insn;
10487
10488   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
10489     if (computed_jump_p (insn))
10490       return 1;
10491
10492   return 0;
10493 }
10494
10495 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
10496    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
10497    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
10498
10499 static int
10500 insert_loop_mem (rtx *mem, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10501 {
10502   struct loop_info *loop_info = data;
10503   int i;
10504   rtx m = *mem;
10505
10506   if (m == NULL_RTX)
10507     return 0;
10508
10509   switch (GET_CODE (m))
10510     {
10511     case MEM:
10512       break;
10513
10514     case CLOBBER:
10515       /* We're not interested in MEMs that are only clobbered.  */
10516       return -1;
10517
10518     case CONST_DOUBLE:
10519       /* We're not interested in the MEM associated with a
10520          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
10521       return -1;
10522
10523     case EXPR_LIST:
10524       /* We're not interested in any MEMs that only appear in notes.  */
10525       return -1;
10526
10527     default:
10528       /* This is not a MEM.  */
10529       return 0;
10530     }
10531
10532   /* See if we've already seen this MEM.  */
10533   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
10534     if (rtx_equal_p (m, loop_info->mems[i].mem))
10535       {
10536         if (MEM_VOLATILE_P (m) && !MEM_VOLATILE_P (loop_info->mems[i].mem))
10537           loop_info->mems[i].mem = m;
10538         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_info->mems[i].mem))
10539           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
10540              this happens, something tricky is going on, and we just
10541              don't optimize accesses to this MEM.  */
10542           loop_info->mems[i].optimize = 0;
10543
10544         return 0;
10545       }
10546
10547   /* Resize the array, if necessary.  */
10548   if (loop_info->mems_idx == loop_info->mems_allocated)
10549     {
10550       if (loop_info->mems_allocated != 0)
10551         loop_info->mems_allocated *= 2;
10552       else
10553         loop_info->mems_allocated = 32;
10554
10555       loop_info->mems = xrealloc (loop_info->mems,
10556                                   loop_info->mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
10557     }
10558
10559   /* Actually insert the MEM.  */
10560   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].mem = m;
10561   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
10562      because we can't put it in a register.  We still store it in the
10563      table, though, so that if we see the same address later, but in a
10564      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
10565   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
10566   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].reg = NULL_RTX;
10567   ++loop_info->mems_idx;
10568
10569   return 0;
10570 }
10571
10572
10573 /* Allocate REGS->ARRAY or reallocate it if it is too small.
10574
10575    Increment REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP at the index I of each
10576    register that is modified by an insn between FROM and TO.  If the
10577    value of an element of REGS->array[I].SET_IN_LOOP becomes 127 or
10578    more, stop incrementing it, to avoid overflow.
10579
10580    Store in REGS->ARRAY[I].SINGLE_USAGE the single insn in which
10581    register I is used, if it is only used once.  Otherwise, it is set
10582    to 0 (for no uses) or const0_rtx for more than one use.  This
10583    parameter may be zero, in which case this processing is not done.
10584
10585    Set REGS->ARRAY[I].MAY_NOT_OPTIMIZE nonzero if we should not
10586    optimize register I.  */
10587
10588 static void
10589 loop_regs_scan (const struct loop *loop, int extra_size)
10590 {
10591   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
10592   int old_nregs;
10593   /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current
10594    basic block.  In that case, it is the insn that last set reg n.  */
10595   rtx *last_set;
10596   rtx insn;
10597   int i;
10598
10599   old_nregs = regs->num;
10600   regs->num = max_reg_num ();
10601
10602   /* Grow the regs array if not allocated or too small.  */
10603   if (regs->num >= regs->size)
10604     {
10605       regs->size = regs->num + extra_size;
10606
10607       regs->array = xrealloc (regs->array, regs->size * sizeof (*regs->array));
10608
10609       /* Zero the new elements.  */
10610       memset (regs->array + old_nregs, 0,
10611               (regs->size - old_nregs) * sizeof (*regs->array));
10612     }
10613
10614   /* Clear previously scanned fields but do not clear n_times_set.  */
10615   for (i = 0; i < old_nregs; i++)
10616     {
10617       regs->array[i].set_in_loop = 0;
10618       regs->array[i].may_not_optimize = 0;
10619       regs->array[i].single_usage = NULL_RTX;
10620     }
10621
10622   last_set = xcalloc (regs->num, sizeof (rtx));
10623
10624   /* Scan the loop, recording register usage.  */
10625   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10626        insn = NEXT_INSN (insn))
10627     {
10628       if (INSN_P (insn))
10629         {
10630           /* Record registers that have exactly one use.  */
10631           find_single_use_in_loop (regs, insn, PATTERN (insn));
10632
10633           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
10634           if (REG_NOTES (insn))
10635             find_single_use_in_loop (regs, insn, REG_NOTES (insn));
10636
10637           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
10638               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
10639             count_one_set (regs, insn, PATTERN (insn), last_set);
10640           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
10641             {
10642               int i;
10643               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
10644                 count_one_set (regs, insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
10645                                last_set);
10646             }
10647         }
10648
10649       if (LABEL_P (insn) || JUMP_P (insn))
10650         memset (last_set, 0, regs->num * sizeof (rtx));
10651
10652       /* Invalidate all registers used for function argument passing.
10653          We check rtx_varies_p for the same reason as below, to allow
10654          optimizing PIC calculations.  */
10655       if (CALL_P (insn))
10656         {
10657           rtx link;
10658           for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn);
10659                link;
10660                link = XEXP (link, 1))
10661             {
10662               rtx op, reg;
10663
10664               if (GET_CODE (op = XEXP (link, 0)) == USE
10665                   && REG_P (reg = XEXP (op, 0))
10666                   && rtx_varies_p (reg, 1))
10667                 regs->array[REGNO (reg)].may_not_optimize = 1;
10668             }
10669         }
10670     }
10671
10672   /* Invalidate all hard registers clobbered by calls.  With one exception:
10673      a call-clobbered PIC register is still function-invariant for our
10674      purposes, since we can hoist any PIC calculations out of the loop.
10675      Thus the call to rtx_varies_p.  */
10676   if (LOOP_INFO (loop)->has_call)
10677     for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
10678       if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, i)
10679           && rtx_varies_p (regno_reg_rtx[i], 1))
10680         {
10681           regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10682           regs->array[i].set_in_loop = 1;
10683         }
10684
10685 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
10686   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
10687      create CCmode register copies.  */
10688   for (i = regs->num - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
10689     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
10690       regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10691 #endif
10692
10693   /* Set regs->array[I].n_times_set for the new registers.  */
10694   for (i = old_nregs; i < regs->num; i++)
10695     regs->array[i].n_times_set = regs->array[i].set_in_loop;
10696
10697   free (last_set);
10698 }
10699
10700 /* Returns the number of real INSNs in the LOOP.  */
10701
10702 static int
10703 count_insns_in_loop (const struct loop *loop)
10704 {
10705   int count = 0;
10706   rtx insn;
10707
10708   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10709        insn = NEXT_INSN (insn))
10710     if (INSN_P (insn))
10711       ++count;
10712
10713   return count;
10714 }
10715
10716 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  */
10717
10718 static void
10719 load_mems (const struct loop *loop)
10720 {
10721   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
10722   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
10723   int maybe_never = 0;
10724   int i;
10725   rtx p, prev_ebb_head;
10726   rtx label = NULL_RTX;
10727   rtx end_label;
10728   /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
10729   int next_maybe_never = 0;
10730   unsigned int last_max_reg = max_reg_num ();
10731
10732   if (loop_info->mems_idx == 0)
10733     return;
10734
10735   /* We cannot use next_label here because it skips over normal insns.  */
10736   end_label = next_nonnote_insn (loop->end);
10737   if (end_label && !LABEL_P (end_label))
10738     end_label = NULL_RTX;
10739
10740   /* Check to see if it's possible that some instructions in the loop are
10741      never executed.  Also check if there is a goto out of the loop other
10742      than right after the end of the loop.  */
10743   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10744        p != NULL_RTX;
10745        p = next_insn_in_loop (loop, p))
10746     {
10747       if (LABEL_P (p))
10748         maybe_never = 1;
10749       else if (JUMP_P (p)
10750                /* If we enter the loop in the middle, and scan
10751                   around to the beginning, don't set maybe_never
10752                   for that.  This must be an unconditional jump,
10753                   otherwise the code at the top of the loop might
10754                   never be executed.  Unconditional jumps are
10755                   followed a by barrier then loop end.  */
10756                && ! (JUMP_P (p)
10757                      && JUMP_LABEL (p) == loop->top
10758                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
10759                      && any_uncondjump_p (p)))
10760         {
10761           /* If this is a jump outside of the loop but not right
10762              after the end of the loop, we would have to emit new fixup
10763              sequences for each such label.  */
10764           if (/* If we can't tell where control might go when this
10765                  JUMP_INSN is executed, we must be conservative.  */
10766               !JUMP_LABEL (p)
10767               || (JUMP_LABEL (p) != end_label
10768                   && (INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop
10769                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop->start)
10770                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop->end))))
10771             return;
10772
10773           if (!any_condjump_p (p))
10774             /* Something complicated.  */
10775             maybe_never = 1;
10776           else
10777             /* If there are any more instructions in the loop, they
10778                might not be reached.  */
10779             next_maybe_never = 1;
10780         }
10781       else if (next_maybe_never)
10782         maybe_never = 1;
10783     }
10784
10785   /* Find start of the extended basic block that enters the loop.  */
10786   for (p = loop->start;
10787        PREV_INSN (p) && !LABEL_P (p);
10788        p = PREV_INSN (p))
10789     ;
10790   prev_ebb_head = p;
10791
10792   cselib_init (true);
10793
10794   /* Build table of mems that get set to constant values before the
10795      loop.  */
10796   for (; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
10797     cselib_process_insn (p);
10798
10799   /* Actually move the MEMs.  */
10800   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
10801     {
10802       regset_head load_copies;
10803       regset_head store_copies;
10804       int written = 0;
10805       rtx reg;
10806       rtx mem = loop_info->mems[i].mem;
10807       rtx mem_list_entry;
10808
10809       if (MEM_VOLATILE_P (mem)
10810           || loop_invariant_p (loop, XEXP (mem, 0)) != 1)
10811         /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
10812         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10813
10814       /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
10815          one is aliased by one of them.  */
10816       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
10817       while (mem_list_entry)
10818         {
10819           if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
10820             written = 1;
10821           else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
10822                                     mem, rtx_varies_p))
10823             {
10824               /* MEM is indeed aliased by this store.  */
10825               loop_info->mems[i].optimize = 0;
10826               break;
10827             }
10828           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
10829         }
10830
10831       if (flag_float_store && written
10832           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (mem)) == MODE_FLOAT)
10833         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10834
10835       /* If this MEM is written to, we must be sure that there
10836          are no reads from another MEM that aliases this one.  */
10837       if (loop_info->mems[i].optimize && written)
10838         {
10839           int j;
10840
10841           for (j = 0; j < loop_info->mems_idx; ++j)
10842             {
10843               if (j == i)
10844                 continue;
10845               else if (true_dependence (mem,
10846                                         VOIDmode,
10847                                         loop_info->mems[j].mem,
10848                                         rtx_varies_p))
10849                 {
10850                   /* It's not safe to hoist loop_info->mems[i] out of
10851                      the loop because writes to it might not be
10852                      seen by reads from loop_info->mems[j].  */
10853                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
10854                   break;
10855                 }
10856             }
10857         }
10858
10859       if (maybe_never && may_trap_p (mem))
10860         /* We can't access the MEM outside the loop; it might
10861            cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
10862         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10863
10864       if (!loop_info->mems[i].optimize)
10865         /* We thought we were going to lift this MEM out of the
10866            loop, but later discovered that we could not.  */
10867         continue;
10868
10869       INIT_REG_SET (&load_copies);
10870       INIT_REG_SET (&store_copies);
10871
10872       /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
10873          order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
10874          out of the loop just because this REG is neither a
10875          user-variable nor used in the loop test.  */
10876       reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
10877       REG_USERVAR_P (reg) = 1;
10878       loop_info->mems[i].reg = reg;
10879
10880       /* Now, replace all references to the MEM with the
10881          corresponding pseudos.  */
10882       maybe_never = 0;
10883       for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10884            p != NULL_RTX;
10885            p = next_insn_in_loop (loop, p))
10886         {
10887           if (INSN_P (p))
10888             {
10889               rtx set;
10890
10891               set = single_set (p);
10892
10893               /* See if this copies the mem into a register that isn't
10894                  modified afterwards.  We'll try to do copy propagation
10895                  a little further on.  */
10896               if (set
10897                   /* @@@ This test is _way_ too conservative.  */
10898                   && ! maybe_never
10899                   && REG_P (SET_DEST (set))
10900                   && REGNO (SET_DEST (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
10901                   && REGNO (SET_DEST (set)) < last_max_reg
10902                   && regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].n_times_set == 1
10903                   && rtx_equal_p (SET_SRC (set), mem))
10904                 SET_REGNO_REG_SET (&load_copies, REGNO (SET_DEST (set)));
10905
10906               /* See if this copies the mem from a register that isn't
10907                  modified afterwards.  We'll try to remove the
10908                  redundant copy later on by doing a little register
10909                  renaming and copy propagation.   This will help
10910                  to untangle things for the BIV detection code.  */
10911               if (set
10912                   && ! maybe_never
10913                   && REG_P (SET_SRC (set))
10914                   && REGNO (SET_SRC (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
10915                   && REGNO (SET_SRC (set)) < last_max_reg
10916                   && regs->array[REGNO (SET_SRC (set))].n_times_set == 1
10917                   && rtx_equal_p (SET_DEST (set), mem))
10918                 SET_REGNO_REG_SET (&store_copies, REGNO (SET_SRC (set)));
10919
10920               /* If this is a call which uses / clobbers this memory
10921                  location, we must not change the interface here.  */
10922               if (CALL_P (p)
10923                   && reg_mentioned_p (loop_info->mems[i].mem,
10924                                       CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p)))
10925                 {
10926                   cancel_changes (0);
10927                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
10928                   break;
10929                 }
10930               else
10931                 /* Replace the memory reference with the shadow register.  */
10932                 replace_loop_mems (p, loop_info->mems[i].mem,
10933                                    loop_info->mems[i].reg, written);
10934             }
10935
10936           if (LABEL_P (p)
10937               || JUMP_P (p))
10938             maybe_never = 1;
10939         }
10940
10941       if (! loop_info->mems[i].optimize)
10942         ; /* We found we couldn't do the replacement, so do nothing.  */
10943       else if (! apply_change_group ())
10944         /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
10945         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10946       else
10947         {
10948           /* Load the memory immediately before LOOP->START, which is
10949              the NOTE_LOOP_BEG.  */
10950           cselib_val *e = cselib_lookup (mem, VOIDmode, 0);
10951           rtx set;
10952           rtx best = mem;
10953           unsigned j;
10954           struct elt_loc_list *const_equiv = 0;
10955           reg_set_iterator rsi;
10956
10957           if (e)
10958             {
10959               struct elt_loc_list *equiv;
10960               struct elt_loc_list *best_equiv = 0;
10961               for (equiv = e->locs; equiv; equiv = equiv->next)
10962                 {
10963                   if (CONSTANT_P (equiv->loc))
10964                     const_equiv = equiv;
10965                   else if (REG_P (equiv->loc)
10966                            /* Extending hard register lifetimes causes crash
10967                               on SRC targets.  Doing so on non-SRC is
10968                               probably also not good idea, since we most
10969                               probably have pseudoregister equivalence as
10970                               well.  */
10971                            && REGNO (equiv->loc) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
10972                     best_equiv = equiv;
10973                 }
10974               /* Use the constant equivalence if that is cheap enough.  */
10975               if (! best_equiv)
10976                 best_equiv = const_equiv;
10977               else if (const_equiv
10978                        && (rtx_cost (const_equiv->loc, SET)
10979                            <= rtx_cost (best_equiv->loc, SET)))
10980                 {
10981                   best_equiv = const_equiv;
10982                   const_equiv = 0;
10983                 }
10984
10985               /* If best_equiv is nonzero, we know that MEM is set to a
10986                  constant or register before the loop.  We will use this
10987                  knowledge to initialize the shadow register with that
10988                  constant or reg rather than by loading from MEM.  */
10989               if (best_equiv)
10990                 best = copy_rtx (best_equiv->loc);
10991             }
10992
10993           set = gen_move_insn (reg, best);
10994           set = loop_insn_hoist (loop, set);
10995           if (REG_P (best))
10996             {
10997               for (p = prev_ebb_head; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
10998                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) == INSN_UID (p))
10999                   {
11000                     REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) = INSN_UID (set);
11001                     break;
11002                   }
11003             }
11004
11005           if (const_equiv)
11006             set_unique_reg_note (set, REG_EQUAL, copy_rtx (const_equiv->loc));
11007
11008           if (written)
11009             {
11010               if (label == NULL_RTX)
11011                 {
11012                   label = gen_label_rtx ();
11013                   emit_label_after (label, loop->end);
11014                 }
11015
11016               /* Store the memory immediately after END, which is
11017                  the NOTE_LOOP_END.  */
11018               set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
11019               loop_insn_emit_after (loop, 0, label, set);
11020             }
11021
11022           if (loop_dump_stream)
11023             {
11024               fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
11025                        REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
11026               print_rtl (loop_dump_stream, mem);
11027               fputc ('\n', loop_dump_stream);
11028             }
11029
11030           /* Attempt a bit of copy propagation.  This helps untangle the
11031              data flow, and enables {basic,general}_induction_var to find
11032              more bivs/givs.  */
11033           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11034             (&load_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j, rsi)
11035             {
11036               try_copy_prop (loop, reg, j);
11037             }
11038           CLEAR_REG_SET (&load_copies);
11039
11040           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11041             (&store_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j, rsi)
11042             {
11043               try_swap_copy_prop (loop, reg, j);
11044             }
11045           CLEAR_REG_SET (&store_copies);
11046         }
11047     }
11048
11049   /* Now, we need to replace all references to the previous exit
11050      label with the new one.  */
11051   if (label != NULL_RTX && end_label != NULL_RTX)
11052     for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
11053       if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == end_label)
11054         redirect_jump (p, label, false);
11055
11056   cselib_finish ();
11057 }
11058
11059 /* For communication between note_reg_stored and its caller.  */
11060 struct note_reg_stored_arg
11061 {
11062   int set_seen;
11063   rtx reg;
11064 };
11065
11066 /* Called via note_stores, record in SET_SEEN whether X, which is written,
11067    is equal to ARG.  */
11068 static void
11069 note_reg_stored (rtx x, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *arg)
11070 {
11071   struct note_reg_stored_arg *t = (struct note_reg_stored_arg *) arg;
11072   if (t->reg == x)
11073     t->set_seen = 1;
11074 }
11075
11076 /* Try to replace every occurrence of pseudo REGNO with REPLACEMENT.
11077    There must be exactly one insn that sets this pseudo; it will be
11078    deleted if all replacements succeed and we can prove that the register
11079    is not used after the loop.  */
11080
11081 static void
11082 try_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement, unsigned int regno)
11083 {
11084   /* This is the reg that we are copying from.  */
11085   rtx reg_rtx = regno_reg_rtx[regno];
11086   rtx init_insn = 0;
11087   rtx insn;
11088   /* These help keep track of whether we replaced all uses of the reg.  */
11089   int replaced_last = 0;
11090   int store_is_first = 0;
11091
11092   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11093        insn != NULL_RTX;
11094        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11095     {
11096       rtx set;
11097
11098       /* Only substitute within one extended basic block from the initializing
11099          insn.  */
11100       if (LABEL_P (insn) && init_insn)
11101         break;
11102
11103       if (! INSN_P (insn))
11104         continue;
11105
11106       /* Is this the initializing insn?  */
11107       set = single_set (insn);
11108       if (set
11109           && REG_P (SET_DEST (set))
11110           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
11111         {
11112           gcc_assert (!init_insn);
11113
11114           init_insn = insn;
11115           if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11116             store_is_first = 1;
11117         }
11118
11119       /* Only substitute after seeing the initializing insn.  */
11120       if (init_insn && insn != init_insn)
11121         {
11122           struct note_reg_stored_arg arg;
11123
11124           replace_loop_regs (insn, reg_rtx, replacement);
11125           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11126             replaced_last = 1;
11127
11128           /* Stop replacing when REPLACEMENT is modified.  */
11129           arg.reg = replacement;
11130           arg.set_seen = 0;
11131           note_stores (PATTERN (insn), note_reg_stored, &arg);
11132           if (arg.set_seen)
11133             {
11134               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL);
11135
11136               /* It is possible that we've turned previously valid REG_EQUAL to
11137                  invalid, as we change the REGNO to REPLACEMENT and unlike REGNO,
11138                  REPLACEMENT is modified, we get different meaning.  */
11139               if (note && reg_mentioned_p (replacement, XEXP (note, 0)))
11140                 remove_note (insn, note);
11141               break;
11142             }
11143         }
11144     }
11145   gcc_assert (init_insn);
11146   if (apply_change_group ())
11147     {
11148       if (loop_dump_stream)
11149         fprintf (loop_dump_stream, "  Replaced reg %d", regno);
11150       if (store_is_first && replaced_last)
11151         {
11152           rtx first;
11153           rtx retval_note;
11154
11155           /* Assume we're just deleting INIT_INSN.  */
11156           first = init_insn;
11157           /* Look for REG_RETVAL note.  If we're deleting the end of
11158              the libcall sequence, the whole sequence can go.  */
11159           retval_note = find_reg_note (init_insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
11160           /* If we found a REG_RETVAL note, find the first instruction
11161              in the sequence.  */
11162           if (retval_note)
11163             first = XEXP (retval_note, 0);
11164
11165           /* Delete the instructions.  */
11166           loop_delete_insns (first, init_insn);
11167         }
11168       if (loop_dump_stream)
11169         fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
11170     }
11171 }
11172
11173 /* Replace all the instructions from FIRST up to and including LAST
11174    with NOTE_INSN_DELETED notes.  */
11175
11176 static void
11177 loop_delete_insns (rtx first, rtx last)
11178 {
11179   while (1)
11180     {
11181       if (loop_dump_stream)
11182         fprintf (loop_dump_stream, ", deleting init_insn (%d)",
11183                  INSN_UID (first));
11184       delete_insn (first);
11185
11186       /* If this was the LAST instructions we're supposed to delete,
11187          we're done.  */
11188       if (first == last)
11189         break;
11190
11191       first = NEXT_INSN (first);
11192     }
11193 }
11194
11195 /* Try to replace occurrences of pseudo REGNO with REPLACEMENT within
11196    loop LOOP if the order of the sets of these registers can be
11197    swapped.  There must be exactly one insn within the loop that sets
11198    this pseudo followed immediately by a move insn that sets
11199    REPLACEMENT with REGNO.  */
11200 static void
11201 try_swap_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement,
11202                     unsigned int regno)
11203 {
11204   rtx insn;
11205   rtx set = NULL_RTX;
11206   unsigned int new_regno;
11207
11208   new_regno = REGNO (replacement);
11209
11210   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11211        insn != NULL_RTX;
11212        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11213     {
11214       /* Search for the insn that copies REGNO to NEW_REGNO?  */
11215       if (INSN_P (insn)
11216           && (set = single_set (insn))
11217           && REG_P (SET_DEST (set))
11218           && REGNO (SET_DEST (set)) == new_regno
11219           && REG_P (SET_SRC (set))
11220           && REGNO (SET_SRC (set)) == regno)
11221         break;
11222     }
11223
11224   if (insn != NULL_RTX)
11225     {
11226       rtx prev_insn;
11227       rtx prev_set;
11228
11229       /* Some DEF-USE info would come in handy here to make this
11230          function more general.  For now, just check the previous insn
11231          which is the most likely candidate for setting REGNO.  */
11232
11233       prev_insn = PREV_INSN (insn);
11234
11235       if (INSN_P (insn)
11236           && (prev_set = single_set (prev_insn))
11237           && REG_P (SET_DEST (prev_set))
11238           && REGNO (SET_DEST (prev_set)) == regno)
11239         {
11240           /* We have:
11241              (set (reg regno) (expr))
11242              (set (reg new_regno) (reg regno))
11243
11244              so try converting this to:
11245              (set (reg new_regno) (expr))
11246              (set (reg regno) (reg new_regno))
11247
11248              The former construct is often generated when a global
11249              variable used for an induction variable is shadowed by a
11250              register (NEW_REGNO).  The latter construct improves the
11251              chances of GIV replacement and BIV elimination.  */
11252
11253           validate_change (prev_insn, &SET_DEST (prev_set),
11254                            replacement, 1);
11255           validate_change (insn, &SET_DEST (set),
11256                            SET_SRC (set), 1);
11257           validate_change (insn, &SET_SRC (set),
11258                            replacement, 1);
11259
11260           if (apply_change_group ())
11261             {
11262               if (loop_dump_stream)
11263                 fprintf (loop_dump_stream,
11264                          "  Swapped set of reg %d at %d with reg %d at %d.\n",
11265                          regno, INSN_UID (insn),
11266                          new_regno, INSN_UID (prev_insn));
11267
11268               /* Update first use of REGNO.  */
11269               if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (prev_insn))
11270                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (insn);
11271
11272               /* Now perform copy propagation to hopefully
11273                  remove all uses of REGNO within the loop.  */
11274               try_copy_prop (loop, replacement, regno);
11275             }
11276         }
11277     }
11278 }
11279
11280 /* Worker function for find_mem_in_note, called via for_each_rtx.  */
11281
11282 static int
11283 find_mem_in_note_1 (rtx *x, void *data)
11284 {
11285   if (*x != NULL_RTX && MEM_P (*x))
11286     {
11287       rtx *res = (rtx *) data;
11288       *res = *x;
11289       return 1;
11290     }
11291   return 0;
11292 }
11293
11294 /* Returns the first MEM found in NOTE by depth-first search.  */
11295
11296 static rtx
11297 find_mem_in_note (rtx note)
11298 {
11299   if (note && for_each_rtx (&note, find_mem_in_note_1, &note))
11300     return note;
11301   return NULL_RTX;
11302 }
11303
11304 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
11305    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually a pointer
11306    to a structure describing the instruction currently being scanned
11307    and the MEM we are currently replacing.  */
11308
11309 static int
11310 replace_loop_mem (rtx *mem, void *data)
11311 {
11312   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11313   rtx m = *mem;
11314
11315   if (m == NULL_RTX)
11316     return 0;
11317
11318   switch (GET_CODE (m))
11319     {
11320     case MEM:
11321       break;
11322
11323     case CONST_DOUBLE:
11324       /* We're not interested in the MEM associated with a
11325          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
11326       return -1;
11327
11328     default:
11329       /* This is not a MEM.  */
11330       return 0;
11331     }
11332
11333   if (!rtx_equal_p (args->match, m))
11334     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
11335     return 0;
11336
11337   /* Actually replace the MEM.  */
11338   validate_change (args->insn, mem, args->replacement, 1);
11339
11340   return 0;
11341 }
11342
11343 static void
11344 replace_loop_mems (rtx insn, rtx mem, rtx reg, int written)
11345 {
11346   loop_replace_args args;
11347
11348   args.insn = insn;
11349   args.match = mem;
11350   args.replacement = reg;
11351
11352   for_each_rtx (&insn, replace_loop_mem, &args);
11353
11354   /* If we hoist a mem write out of the loop, then REG_EQUAL
11355      notes referring to the mem are no longer valid.  */
11356   if (written)
11357     {
11358       rtx note, sub;
11359       rtx *link;
11360
11361       for (link = &REG_NOTES (insn); (note = *link); link = &XEXP (note, 1))
11362         {
11363           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
11364               && (sub = find_mem_in_note (note))
11365               && true_dependence (mem, VOIDmode, sub, rtx_varies_p))
11366             {
11367               /* Remove the note.  */
11368               validate_change (NULL_RTX, link, XEXP (note, 1), 1);
11369               break;
11370             }
11371         }
11372     }
11373 }
11374
11375 /* Replace one register with another.  Called through for_each_rtx; PX points
11376    to the rtx being scanned.  DATA is actually a pointer to
11377    a structure of arguments.  */
11378
11379 static int
11380 replace_loop_reg (rtx *px, void *data)
11381 {
11382   rtx x = *px;
11383   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11384
11385   if (x == NULL_RTX)
11386     return 0;
11387
11388   if (x == args->match)
11389     validate_change (args->insn, px, args->replacement, 1);
11390
11391   return 0;
11392 }
11393
11394 static void
11395 replace_loop_regs (rtx insn, rtx reg, rtx replacement)
11396 {
11397   loop_replace_args args;
11398
11399   args.insn = insn;
11400   args.match = reg;
11401   args.replacement = replacement;
11402
11403   for_each_rtx (&insn, replace_loop_reg, &args);
11404 }
11405 \f
11406 /* Emit insn for PATTERN after WHERE_INSN in basic block WHERE_BB
11407    (ignored in the interim).  */
11408
11409 static rtx
11410 loop_insn_emit_after (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11411                       basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED, rtx where_insn,
11412                       rtx pattern)
11413 {
11414   return emit_insn_after (pattern, where_insn);
11415 }
11416
11417
11418 /* If WHERE_INSN is nonzero emit insn for PATTERN before WHERE_INSN
11419    in basic block WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop
11420    otherwise hoist PATTERN into the loop pre-header.  */
11421
11422 static rtx
11423 loop_insn_emit_before (const struct loop *loop,
11424                        basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11425                        rtx where_insn, rtx pattern)
11426 {
11427   if (! where_insn)
11428     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11429   return emit_insn_before (pattern, where_insn);
11430 }
11431
11432
11433 /* Emit call insn for PATTERN before WHERE_INSN in basic block
11434    WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop.  */
11435
11436 static rtx
11437 loop_call_insn_emit_before (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11438                             basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11439                             rtx where_insn, rtx pattern)
11440 {
11441   return emit_call_insn_before (pattern, where_insn);
11442 }
11443
11444
11445 /* Hoist insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11446
11447 static rtx
11448 loop_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11449 {
11450   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11451 }
11452
11453
11454 /* Hoist call insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11455
11456 static rtx
11457 loop_call_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11458 {
11459   return loop_call_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11460 }
11461
11462
11463 /* Sink insn for PATTERN after the loop end.  */
11464
11465 static rtx
11466 loop_insn_sink (const struct loop *loop, rtx pattern)
11467 {
11468   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->sink, pattern);
11469 }
11470
11471 /* bl->final_value can be either general_operand or PLUS of general_operand
11472    and constant.  Emit sequence of instructions to load it into REG.  */
11473 static rtx
11474 gen_load_of_final_value (rtx reg, rtx final_value)
11475 {
11476   rtx seq;
11477   start_sequence ();
11478   final_value = force_operand (final_value, reg);
11479   if (final_value != reg)
11480     emit_move_insn (reg, final_value);
11481   seq = get_insns ();
11482   end_sequence ();
11483   return seq;
11484 }
11485
11486 /* If the loop has multiple exits, emit insn for PATTERN before the
11487    loop to ensure that it will always be executed no matter how the
11488    loop exits.  Otherwise, emit the insn for PATTERN after the loop,
11489    since this is slightly more efficient.  */
11490
11491 static rtx
11492 loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *loop, rtx pattern)
11493 {
11494   if (loop->exit_count)
11495     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11496   else
11497     return loop_insn_sink (loop, pattern);
11498 }
11499 \f
11500 static void
11501 loop_ivs_dump (const struct loop *loop, FILE *file, int verbose)
11502 {
11503   struct iv_class *bl;
11504   int iv_num = 0;
11505
11506   if (! loop || ! file)
11507     return;
11508
11509   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11510     iv_num++;
11511
11512   fprintf (file, "Loop %d: %d IV classes\n", loop->num, iv_num);
11513
11514   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11515     {
11516       loop_iv_class_dump (bl, file, verbose);
11517       fputc ('\n', file);
11518     }
11519 }
11520
11521
11522 static void
11523 loop_iv_class_dump (const struct iv_class *bl, FILE *file,
11524                     int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
11525 {
11526   struct induction *v;
11527   rtx incr;
11528   int i;
11529
11530   if (! bl || ! file)
11531     return;
11532
11533   fprintf (file, "IV class for reg %d, benefit %d\n",
11534            bl->regno, bl->total_benefit);
11535
11536   fprintf (file, " Init insn %d", INSN_UID (bl->init_insn));
11537   if (bl->initial_value)
11538     {
11539       fprintf (file, ", init val: ");
11540       print_simple_rtl (file, bl->initial_value);
11541     }
11542   if (bl->initial_test)
11543     {
11544       fprintf (file, ", init test: ");
11545       print_simple_rtl (file, bl->initial_test);
11546     }
11547   fputc ('\n', file);
11548
11549   if (bl->final_value)
11550     {
11551       fprintf (file, " Final val: ");
11552       print_simple_rtl (file, bl->final_value);
11553       fputc ('\n', file);
11554     }
11555
11556   if ((incr = biv_total_increment (bl)))
11557     {
11558       fprintf (file, " Total increment: ");
11559       print_simple_rtl (file, incr);
11560       fputc ('\n', file);
11561     }
11562
11563   /* List the increments.  */
11564   for (i = 0, v = bl->biv; v; v = v->next_iv, i++)
11565     {
11566       fprintf (file, " Inc%d: insn %d, incr: ", i, INSN_UID (v->insn));
11567       print_simple_rtl (file, v->add_val);
11568       fputc ('\n', file);
11569     }
11570
11571   /* List the givs.  */
11572   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv, i++)
11573     {
11574       fprintf (file, " Giv%d: insn %d, benefit %d, ",
11575                i, INSN_UID (v->insn), v->benefit);
11576       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
11577         print_simple_rtl (file, v->mem);
11578       else
11579         print_simple_rtl (file, single_set (v->insn));
11580       fputc ('\n', file);
11581     }
11582 }
11583
11584
11585 static void
11586 loop_biv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11587 {
11588   if (! v || ! file)
11589     return;
11590
11591   fprintf (file,
11592            "Biv %d: insn %d",
11593            REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11594   fprintf (file, " const ");
11595   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11596
11597   if (verbose && v->final_value)
11598     {
11599       fputc ('\n', file);
11600       fprintf (file, " final ");
11601       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11602     }
11603
11604   fputc ('\n', file);
11605 }
11606
11607
11608 static void
11609 loop_giv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11610 {
11611   if (! v || ! file)
11612     return;
11613
11614   if (v->giv_type == DEST_REG)
11615     fprintf (file, "Giv %d: insn %d",
11616              REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11617   else
11618     fprintf (file, "Dest address: insn %d",
11619              INSN_UID (v->insn));
11620
11621   fprintf (file, " src reg %d benefit %d",
11622            REGNO (v->src_reg), v->benefit);
11623   fprintf (file, " lifetime %d",
11624            v->lifetime);
11625
11626   if (v->replaceable)
11627     fprintf (file, " replaceable");
11628
11629   if (v->no_const_addval)
11630     fprintf (file, " ncav");
11631
11632   if (v->ext_dependent)
11633     {
11634       switch (GET_CODE (v->ext_dependent))
11635         {
11636         case SIGN_EXTEND:
11637           fprintf (file, " ext se");
11638           break;
11639         case ZERO_EXTEND:
11640           fprintf (file, " ext ze");
11641           break;
11642         case TRUNCATE:
11643           fprintf (file, " ext tr");
11644           break;
11645         default:
11646           gcc_unreachable ();
11647         }
11648     }
11649
11650   fputc ('\n', file);
11651   fprintf (file, " mult ");
11652   print_simple_rtl (file, v->mult_val);
11653
11654   fputc ('\n', file);
11655   fprintf (file, " add  ");
11656   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11657
11658   if (verbose && v->final_value)
11659     {
11660       fputc ('\n', file);
11661       fprintf (file, " final ");
11662       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11663     }
11664
11665   fputc ('\n', file);
11666 }
11667
11668
11669 void
11670 debug_ivs (const struct loop *loop)
11671 {
11672   loop_ivs_dump (loop, stderr, 1);
11673 }
11674
11675
11676 void
11677 debug_iv_class (const struct iv_class *bl)
11678 {
11679   loop_iv_class_dump (bl, stderr, 1);
11680 }
11681
11682
11683 void
11684 debug_biv (const struct induction *v)
11685 {
11686   loop_biv_dump (v, stderr, 1);
11687 }
11688
11689
11690 void
11691 debug_giv (const struct induction *v)
11692 {
11693   loop_giv_dump (v, stderr, 1);
11694 }
11695
11696
11697 #define LOOP_BLOCK_NUM_1(INSN) \
11698 ((INSN) ? (BLOCK_FOR_INSN (INSN) ? BLOCK_NUM (INSN) : - 1) : -1)
11699
11700 /* The notes do not have an assigned block, so look at the next insn.  */
11701 #define LOOP_BLOCK_NUM(INSN) \
11702 ((INSN) ? (NOTE_P (INSN) \
11703             ? LOOP_BLOCK_NUM_1 (next_nonnote_insn (INSN)) \
11704             : LOOP_BLOCK_NUM_1 (INSN)) \
11705         : -1)
11706
11707 #define LOOP_INSN_UID(INSN) ((INSN) ? INSN_UID (INSN) : -1)
11708
11709 static void
11710 loop_dump_aux (const struct loop *loop, FILE *file,
11711                int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
11712 {
11713   rtx label;
11714
11715   if (! loop || ! file || !BB_HEAD (loop->first))
11716     return;
11717
11718   /* Print diagnostics to compare our concept of a loop with
11719      what the loop notes say.  */
11720   if (! PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))
11721       || !NOTE_P (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
11722       || NOTE_LINE_NUMBER (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
11723       != NOTE_INSN_LOOP_BEG)
11724     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_BEG at %d\n",
11725              INSN_UID (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))));
11726   if (! NEXT_INSN (BB_END (loop->last))
11727       || !NOTE_P (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
11728       || NOTE_LINE_NUMBER (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
11729       != NOTE_INSN_LOOP_END)
11730     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_END at %d\n",
11731              INSN_UID (NEXT_INSN (BB_END (loop->last))));
11732
11733   if (loop->start)
11734     {
11735       fprintf (file,
11736                ";;  start %d (%d), end %d (%d)\n",
11737                LOOP_BLOCK_NUM (loop->start),
11738                LOOP_INSN_UID (loop->start),
11739                LOOP_BLOCK_NUM (loop->end),
11740                LOOP_INSN_UID (loop->end));
11741       fprintf (file, ";;  top %d (%d), scan start %d (%d)\n",
11742                LOOP_BLOCK_NUM (loop->top),
11743                LOOP_INSN_UID (loop->top),
11744                LOOP_BLOCK_NUM (loop->scan_start),
11745                LOOP_INSN_UID (loop->scan_start));
11746       fprintf (file, ";;  exit_count %d", loop->exit_count);
11747       if (loop->exit_count)
11748         {
11749           fputs (", labels:", file);
11750           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
11751             {
11752               fprintf (file, " %d ",
11753                        LOOP_INSN_UID (XEXP (label, 0)));
11754             }
11755         }
11756       fputs ("\n", file);
11757     }
11758 }
11759
11760 /* Call this function from the debugger to dump LOOP.  */
11761
11762 void
11763 debug_loop (const struct loop *loop)
11764 {
11765   flow_loop_dump (loop, stderr, loop_dump_aux, 1);
11766 }
11767
11768 /* Call this function from the debugger to dump LOOPS.  */
11769
11770 void
11771 debug_loops (const struct loops *loops)
11772 {
11773   flow_loops_dump (loops, stderr, loop_dump_aux, 1);
11774 }