OSDN Git Service

PR rtl-optimization/16968
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997,
3    1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
19 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
20 02111-1307, USA.  */
21
22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
23    It finds invariant computations within loops and moves them
24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
25    general induction variables.
26
27    Basic induction variables (BIVs) are a pseudo registers which are set within
28    a loop only by incrementing or decrementing its value.  General induction
29    variables (GIVs) are pseudo registers with a value which is a linear function
30    of a basic induction variable.  BIVs are recognized by `basic_induction_var';
31    GIVs by `general_induction_var'.
32
33    Once induction variables are identified, strength reduction is applied to the
34    general induction variables, and induction variable elimination is applied to
35    the basic induction variables.
36
37    It also finds cases where
38    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
39    and changes these to zero the entire register once before the loop
40    and merely copy the low part within the loop.
41
42    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
43    while to do these things.  */
44
45 #include "config.h"
46 #include "system.h"
47 #include "coretypes.h"
48 #include "tm.h"
49 #include "rtl.h"
50 #include "tm_p.h"
51 #include "function.h"
52 #include "expr.h"
53 #include "hard-reg-set.h"
54 #include "basic-block.h"
55 #include "insn-config.h"
56 #include "regs.h"
57 #include "recog.h"
58 #include "flags.h"
59 #include "real.h"
60 #include "cselib.h"
61 #include "except.h"
62 #include "toplev.h"
63 #include "predict.h"
64 #include "insn-flags.h"
65 #include "optabs.h"
66 #include "cfgloop.h"
67 #include "ggc.h"
68
69 /* Get the loop info pointer of a loop.  */
70 #define LOOP_INFO(LOOP) ((struct loop_info *) (LOOP)->aux)
71
72 /* Get a pointer to the loop movables structure.  */
73 #define LOOP_MOVABLES(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->movables)
74
75 /* Get a pointer to the loop registers structure.  */
76 #define LOOP_REGS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->regs)
77
78 /* Get a pointer to the loop induction variables structure.  */
79 #define LOOP_IVS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->ivs)
80
81 /* Get the luid of an insn.  Catch the error of trying to reference the LUID
82    of an insn added during loop, since these don't have LUIDs.  */
83
84 #define INSN_LUID(INSN)                 \
85   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop ? uid_luid[INSN_UID (INSN)] \
86    : (abort (), -1))
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 void check_ext_dependent_givs (const struct loop *, struct iv_class *);
656 static int basic_induction_var (const struct loop *, rtx, enum machine_mode,
657                                 rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **);
658 static rtx simplify_giv_expr (const struct loop *, rtx, rtx *, int *);
659 static int general_induction_var (const struct loop *loop, rtx, rtx *, rtx *,
660                                   rtx *, rtx *, int, int *, enum machine_mode);
661 static int consec_sets_giv (const struct loop *, int, rtx, rtx, rtx, rtx *,
662                             rtx *, rtx *, rtx *);
663 static int check_dbra_loop (struct loop *, int);
664 static rtx express_from_1 (rtx, rtx, rtx);
665 static rtx combine_givs_p (struct induction *, struct induction *);
666 static int cmp_combine_givs_stats (const void *, const void *);
667 static void combine_givs (struct loop_regs *, struct iv_class *);
668 static int product_cheap_p (rtx, rtx);
669 static int maybe_eliminate_biv (const struct loop *, struct iv_class *, int,
670                                 int, int);
671 static int maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *, rtx, rtx,
672                                   struct iv_class *, int, basic_block, rtx);
673 static int last_use_this_basic_block (rtx, rtx);
674 static void record_initial (rtx, rtx, void *);
675 static void update_reg_last_use (rtx, rtx);
676 static rtx next_insn_in_loop (const struct loop *, rtx);
677 static void loop_regs_scan (const struct loop *, int);
678 static int count_insns_in_loop (const struct loop *);
679 static int find_mem_in_note_1 (rtx *, void *);
680 static rtx find_mem_in_note (rtx);
681 static void load_mems (const struct loop *);
682 static int insert_loop_mem (rtx *, void *);
683 static int replace_loop_mem (rtx *, void *);
684 static void replace_loop_mems (rtx, rtx, rtx, int);
685 static int replace_loop_reg (rtx *, void *);
686 static void replace_loop_regs (rtx insn, rtx, rtx);
687 static void note_reg_stored (rtx, rtx, void *);
688 static void try_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
689 static void try_swap_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
690 static rtx check_insn_for_givs (struct loop *, rtx, int, int);
691 static rtx check_insn_for_bivs (struct loop *, rtx, int, int);
692 static rtx gen_add_mult (rtx, rtx, rtx, rtx);
693 static void loop_regs_update (const struct loop *, rtx);
694 static int iv_add_mult_cost (rtx, rtx, rtx, rtx);
695 static int loop_invariant_p (const struct loop *, rtx);
696 static rtx loop_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
697 static void loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *, rtx, rtx, rtx,
698                                           rtx, basic_block, rtx);
699 static rtx loop_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
700                                   rtx, rtx);
701 static int loop_insn_first_p (rtx, rtx);
702 static rtx get_condition_for_loop (const struct loop *, rtx);
703 static void loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
704 static void loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
705 static rtx extend_value_for_giv (struct induction *, rtx);
706 static rtx loop_insn_sink (const struct loop *, rtx);
707
708 static rtx loop_insn_emit_after (const struct loop *, basic_block, rtx, rtx);
709 static rtx loop_call_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
710                                        rtx, rtx);
711 static rtx loop_call_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
712 static rtx loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *, rtx);
713
714 static void loop_dump_aux (const struct loop *, FILE *, int);
715 static void loop_delete_insns (rtx, rtx);
716 static HOST_WIDE_INT remove_constant_addition (rtx *);
717 static rtx gen_load_of_final_value (rtx, rtx);
718 void debug_ivs (const struct loop *);
719 void debug_iv_class (const struct iv_class *);
720 void debug_biv (const struct induction *);
721 void debug_giv (const struct induction *);
722 void debug_loop (const struct loop *);
723 void debug_loops (const struct loops *);
724
725 typedef struct loop_replace_args
726 {
727   rtx match;
728   rtx replacement;
729   rtx insn;
730 } loop_replace_args;
731
732 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
733 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
734   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
735    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
736    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
737
738 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
739 static int indirect_jump_in_function;
740 static int indirect_jump_in_function_p (rtx);
741
742 static int compute_luids (rtx, rtx, int);
743
744 static int biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *,
745                                              struct induction *, rtx);
746 \f
747 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
748    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
749 static int copy_cost;
750
751 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
752 static int reg_address_cost;
753
754 void
755 init_loop (void)
756 {
757   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
758
759   reg_address_cost = address_cost (reg, SImode);
760
761   copy_cost = COSTS_N_INSNS (1);
762 }
763 \f
764 /* Compute the mapping from uids to luids.
765    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
766    except that luids increase monotonically through the code.
767    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
768    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
769 static int
770 compute_luids (rtx start, rtx end, int prev_luid)
771 {
772   int i;
773   rtx insn;
774
775   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
776     {
777       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
778         continue;
779       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
780          luids between two insns is not affected by -g.  */
781       if (!NOTE_P (insn)
782           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
783         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
784       else
785         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
786         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
787     }
788   return i + 1;
789 }
790 \f
791 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
792    on the current function.  F is the first insn of the function
793    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
794    (or 0 if none should be output).  */
795
796 void
797 loop_optimize (rtx f, FILE *dumpfile, int flags)
798 {
799   rtx insn;
800   int i;
801   struct loops loops_data;
802   struct loops *loops = &loops_data;
803   struct loop_info *loops_info;
804
805   loop_dump_stream = dumpfile;
806
807   init_recog_no_volatile ();
808
809   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
810   loop_max_reg = max_reg_before_loop;
811
812   regs_may_share = 0;
813
814   /* Count the number of loops.  */
815
816   max_loop_num = 0;
817   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
818     {
819       if (NOTE_P (insn)
820           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
821         max_loop_num++;
822     }
823
824   /* Don't waste time if no loops.  */
825   if (max_loop_num == 0)
826     return;
827
828   loops->num = max_loop_num;
829
830   /* Get size to use for tables indexed by uids.
831      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
832   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
833
834   uid_luid = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (int));
835   uid_loop = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (struct loop *));
836
837   /* Allocate storage for array of loops.  */
838   loops->array = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop));
839
840   /* Find and process each loop.
841      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
842   find_and_verify_loops (f, loops);
843
844   /* Allocate and initialize auxiliary loop information.  */
845   loops_info = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop_info));
846   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
847     loops->array[i].aux = loops_info + i;
848
849   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
850      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
851      function.  */
852   reg_scan (f, max_reg_before_loop, 1);
853
854   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
855      will have entries in the register tables.
856
857      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
858      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
859   init_alias_analysis ();
860
861   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
862      one more that the maximum uid of all insn.  */
863   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
864     abort ();
865   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
866   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
867
868   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it
869      might have rearranged code afterwards, so we need to recompute
870      the luids now.  */
871   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
872
873   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
874      deleted.  It is possible that the first or last insn
875      using some register has been deleted by cross-jumping.
876      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
877      points to the general area where that insn used to be.  */
878   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
879     {
880       uid_luid[0] = uid_luid[i];
881       if (uid_luid[0] != 0)
882         break;
883     }
884   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
885     if (uid_luid[i] == 0)
886       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
887
888   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
889      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
890   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
891
892   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
893      before outer ones.  */
894   for (i = max_loop_num - 1; i >= 0; i--)
895     {
896       struct loop *loop = &loops->array[i];
897
898       if (! loop->invalid && loop->end)
899         {
900           scan_loop (loop, flags);
901           ggc_collect ();
902         }
903     }
904
905   end_alias_analysis ();
906
907   /* Clean up.  */
908   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
909     free (loops_info[i].mems);
910   
911   free (uid_luid);
912   free (uid_loop);
913   free (loops_info);
914   free (loops->array);
915 }
916 \f
917 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
918    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
919    respectively.  LOOP->TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
920    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
921    bottom.  */
922
923 static rtx
924 next_insn_in_loop (const struct loop *loop, rtx insn)
925 {
926   insn = NEXT_INSN (insn);
927
928   if (insn == loop->end)
929     {
930       if (loop->top)
931         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
932         insn = loop->top;
933       else
934         /* We're done.  */
935         insn = NULL_RTX;
936     }
937
938   if (insn == loop->scan_start)
939     /* We're done.  */
940     insn = NULL_RTX;
941
942   return insn;
943 }
944
945 /* Find any register references hidden inside X and add them to
946    the dependency list DEPS.  This is used to look inside CLOBBER (MEM
947    when checking whether a PARALLEL can be pulled out of a loop.  */
948
949 static rtx
950 find_regs_nested (rtx deps, rtx x)
951 {
952   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
953   if (code == REG)
954     deps = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, deps);
955   else
956     {
957       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
958       int i, j;
959       for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
960         {
961           if (fmt[i] == 'e')
962             deps = find_regs_nested (deps, XEXP (x, i));
963           else if (fmt[i] == 'E')
964             for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
965               deps = find_regs_nested (deps, XVECEXP (x, i, j));
966         }
967     }
968   return deps;
969 }
970
971 /* Optimize one loop described by LOOP.  */
972
973 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
974    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
975    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
976    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
977    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
978
979 static void
980 scan_loop (struct loop *loop, int flags)
981 {
982   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
983   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
984   int i;
985   rtx loop_start = loop->start;
986   rtx loop_end = loop->end;
987   rtx p;
988   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
989   int maybe_never = 0;
990   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
991      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
992   int call_passed = 0;
993   /* Number of insns in the loop.  */
994   int insn_count;
995   int tem;
996   rtx temp, update_start, update_end;
997   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
998   rtx set, set1;
999   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
1000   struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
1001   /* Ratio of extra register life span we can justify
1002      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
1003      since in that case saving an insn makes more difference
1004      and more registers are available.  */
1005   int threshold;
1006   int in_libcall;
1007
1008   loop->top = 0;
1009
1010   movables->head = 0;
1011   movables->last = 0;
1012
1013   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
1014      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
1015      that is too complex to duplicate in front of the loop.
1016
1017      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
1018      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
1019      (because we might have a loop executed only once that contains a
1020      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
1021      (in case we have a degenerate loop).
1022
1023      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
1024      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
1025      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
1026      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
1027      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
1028
1029   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
1030        p != loop_end
1031          && !LABEL_P (p) && ! INSN_P (p)
1032          && (!NOTE_P (p)
1033              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
1034                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
1035        p = NEXT_INSN (p))
1036     ;
1037
1038   loop->scan_start = p;
1039
1040   /* If loop end is the end of the current function, then emit a
1041      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set loop->sink to the dummy
1042      note insn.  This is the position we use when sinking insns out of
1043      the loop.  */
1044   if (NEXT_INSN (loop->end) != 0)
1045     loop->sink = NEXT_INSN (loop->end);
1046   else
1047     loop->sink = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop->end);
1048
1049   /* Set up variables describing this loop.  */
1050   prescan_loop (loop);
1051   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
1052
1053   /* If loop has a jump before the first label,
1054      the true entry is the target of that jump.
1055      Start scan from there.
1056      But record in LOOP->TOP the place where the end-test jumps
1057      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
1058   if (JUMP_P (p)
1059       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
1060       && any_uncondjump_p (p)
1061       && JUMP_LABEL (p) != 0
1062       /* Check to see whether the jump actually
1063          jumps out of the loop (meaning it's no loop).
1064          This case can happen for things like
1065          do {..} while (0).  If this label was generated previously
1066          by loop, we can't tell anything about it and have to reject
1067          the loop.  */
1068       && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, loop_end))
1069     {
1070       loop->top = next_label (loop->scan_start);
1071       loop->scan_start = JUMP_LABEL (p);
1072     }
1073
1074   /* If LOOP->SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
1075      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
1076      test may never be true, but it's best to play it safe.)
1077
1078      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
1079      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
1080      test above.  */
1081
1082   if (INSN_UID (loop->scan_start) >= max_uid_for_loop
1083       || !LABEL_P (loop->scan_start))
1084     {
1085       if (loop_dump_stream)
1086         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
1087                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end));
1088       return;
1089     }
1090
1091   /* Allocate extra space for REGs that might be created by load_mems.
1092      We allocate a little extra slop as well, in the hopes that we
1093      won't have to reallocate the regs array.  */
1094   loop_regs_scan (loop, loop_info->mems_idx + 16);
1095   insn_count = count_insns_in_loop (loop);
1096
1097   if (loop_dump_stream)
1098     fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
1099              INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end), insn_count);
1100
1101   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
1102      Set REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP negative for the reg I being set, so that
1103      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
1104      We consider whether subsequent insns use the reg
1105      in deciding whether it is worth actually moving.
1106
1107      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
1108      and therefore it is possible that the insns we are scanning
1109      would never be executed.  At such times, we must make sure
1110      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
1111      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
1112      so that is not a problem.  */
1113
1114   for (in_libcall = 0, p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
1115        p != NULL_RTX;
1116        p = next_insn_in_loop (loop, p))
1117     {
1118       if (in_libcall && INSN_P (p) && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1119         in_libcall--;
1120       if (NONJUMP_INSN_P (p))
1121         {
1122           /* Do not scan past an optimization barrier.  */
1123           if (GET_CODE (PATTERN (p)) == ASM_INPUT)
1124             break;
1125           temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
1126           if (temp)
1127             in_libcall++;
1128           if (! in_libcall
1129               && (set = single_set (p))
1130               && REG_P (SET_DEST (set))
1131 #ifdef PIC_OFFSET_TABLE_REG_CALL_CLOBBERED
1132               && SET_DEST (set) != pic_offset_table_rtx
1133 #endif
1134               && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
1135             {
1136               int tem1 = 0;
1137               int tem2 = 0;
1138               int move_insn = 0;
1139               int insert_temp = 0;
1140               rtx src = SET_SRC (set);
1141               rtx dependencies = 0;
1142
1143               /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a
1144                  REG_EQUIV note is given or if a REG_EQUAL note with a
1145                  constant operand is specified, use it as the source and
1146                  mark that we should move this insn by calling
1147                  emit_move_insn rather that duplicating the insn.
1148
1149                  Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL
1150                  note is present.  */
1151               temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1152               if (temp)
1153                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1154               else
1155                 {
1156                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1157                   if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1158                     src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1159                   if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1160                     {
1161                       src = XEXP (temp, 0);
1162                       /* A libcall block can use regs that don't appear in
1163                          the equivalent expression.  To move the libcall,
1164                          we must move those regs too.  */
1165                       dependencies = libcall_other_reg (p, src);
1166                     }
1167                 }
1168
1169               /* For parallels, add any possible uses to the dependencies, as
1170                  we can't move the insn without resolving them first.
1171                  MEMs inside CLOBBERs may also reference registers; these
1172                  count as implicit uses.  */
1173               if (GET_CODE (PATTERN (p)) == PARALLEL)
1174                 {
1175                   for (i = 0; i < XVECLEN (PATTERN (p), 0); i++)
1176                     {
1177                       rtx x = XVECEXP (PATTERN (p), 0, i);
1178                       if (GET_CODE (x) == USE)
1179                         dependencies
1180                           = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, XEXP (x, 0),
1181                                                dependencies);
1182                       else if (GET_CODE (x) == CLOBBER 
1183                                && MEM_P (XEXP (x, 0)))
1184                         dependencies = find_regs_nested (dependencies, 
1185                                                   XEXP (XEXP (x, 0), 0));
1186                     }
1187                 }
1188
1189               if (/* The register is used in basic blocks other
1190                       than the one where it is set (meaning that
1191                       something after this point in the loop might
1192                       depend on its value before the set).  */
1193                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
1194                    /* And the set is not guaranteed to be executed once
1195                       the loop starts, or the value before the set is
1196                       needed before the set occurs...
1197
1198                       ??? Note we have quadratic behavior here, mitigated
1199                       by the fact that the previous test will often fail for
1200                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
1201                       each time for register usage, we should build tables
1202                       of the register usage and use them here instead.  */
1203                    && (maybe_never
1204                        || loop_reg_used_before_p (loop, set, p)))
1205                 /* It is unsafe to move the set.  However, it may be OK to
1206                    move the source into a new pseudo, and substitute a
1207                    reg-to-reg copy for the original insn.
1208
1209                    This code used to consider it OK to move a set of a variable
1210                    which was not created by the user and not used in an exit
1211                    test.
1212                    That behavior is incorrect and was removed.  */
1213                 insert_temp = 1;
1214
1215               /* Don't try to optimize a MODE_CC set with a constant
1216                  source.  It probably will be combined with a conditional
1217                  jump.  */
1218               if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (set))) == MODE_CC
1219                   && CONSTANT_P (src))
1220                 ;
1221               /* Don't try to optimize a register that was made
1222                  by loop-optimization for an inner loop.
1223                  We don't know its life-span, so we can't compute
1224                  the benefit.  */
1225               else if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
1226                 ;
1227               /* Don't move the source and add a reg-to-reg copy:
1228                  - with -Os (this certainly increases size),
1229                  - if the mode doesn't support copy operations (obviously),
1230                  - if the source is already a reg (the motion will gain nothing),
1231                  - if the source is a legitimate constant (likewise).  */
1232               else if (insert_temp
1233                        && (optimize_size
1234                            || ! can_copy_p (GET_MODE (SET_SRC (set)))
1235                            || REG_P (SET_SRC (set))
1236                            || (CONSTANT_P (SET_SRC (set))
1237                                && LEGITIMATE_CONSTANT_P (SET_SRC (set)))))
1238                 ;
1239               else if ((tem = loop_invariant_p (loop, src))
1240                        && (dependencies == 0
1241                            || (tem2
1242                                = loop_invariant_p (loop, dependencies)) != 0)
1243                        && (regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop == 1
1244                            || (tem1
1245                                = consec_sets_invariant_p
1246                                (loop, SET_DEST (set),
1247                                 regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop,
1248                                 p)))
1249                        /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
1250                           can't move it unless it's guaranteed to be executed
1251                           once loop is entered.  Even a function call might
1252                           prevent the trap insn from being reached
1253                           (since it might exit!)  */
1254                        && ! ((maybe_never || call_passed)
1255                              && may_trap_p (src)))
1256                 {
1257                   struct movable *m;
1258                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1259
1260                   /* A potential lossage is where we have a case where two insns
1261                      can be combined as long as they are both in the loop, but
1262                      we move one of them outside the loop.  For large loops,
1263                      this can lose.  The most common case of this is the address
1264                      of a function being called.
1265
1266                      Therefore, if this register is marked as being used
1267                      exactly once if we are in a loop with calls
1268                      (a "large loop"), see if we can replace the usage of
1269                      this register with the source of this SET.  If we can,
1270                      delete this insn.
1271
1272                      Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
1273                      SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
1274
1275                   if (loop_info->has_call
1276                       && regs->array[regno].single_usage != 0
1277                       && regs->array[regno].single_usage != const0_rtx
1278                       && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
1279                       && (REGNO_LAST_UID (regno)
1280                           == INSN_UID (regs->array[regno].single_usage))
1281                       && regs->array[regno].set_in_loop == 1
1282                       && GET_CODE (SET_SRC (set)) != ASM_OPERANDS
1283                       && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
1284                       && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
1285                       && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
1286                           || (! (REG_P (SET_SRC (set))
1287                                  && (REGNO (SET_SRC (set))
1288                                      < FIRST_PSEUDO_REGISTER))))
1289                       && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER 
1290                       /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
1291                          a call-clobbered register and the life of REGNO
1292                          might span a call.  */
1293                       && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
1294                                                regs->array[regno].single_usage)
1295                       && no_labels_between_p (p,
1296                                               regs->array[regno].single_usage)
1297                       && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
1298                                                regs->array[regno].single_usage))
1299                     {
1300                       /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy
1301                          the new source, so that we don't get rtx sharing
1302                          between the SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
1303                       REG_NOTES (regs->array[regno].single_usage)
1304                         = (replace_rtx
1305                            (REG_NOTES (regs->array[regno].single_usage),
1306                             SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set))));
1307
1308                       delete_insn (p);
1309                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1310                            i++)
1311                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
1312                       continue;
1313                     }
1314
1315                   m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1316                   m->next = 0;
1317                   m->insn = p;
1318                   m->set_src = src;
1319                   m->dependencies = dependencies;
1320                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1321                   m->force = 0;
1322                   m->consec
1323                     = regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop - 1;
1324                   m->done = 0;
1325                   m->forces = 0;
1326                   m->partial = 0;
1327                   m->move_insn = move_insn;
1328                   m->move_insn_first = 0;
1329                   m->insert_temp = insert_temp;
1330                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1331                   m->savemode = VOIDmode;
1332                   m->regno = regno;
1333                   /* Set M->cond if either loop_invariant_p
1334                      or consec_sets_invariant_p returned 2
1335                      (only conditionally invariant).  */
1336                   m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
1337                   m->global =  LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno);
1338                   m->match = 0;
1339                   m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1340                   m->savings = regs->array[regno].n_times_set;
1341                   if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1342                     m->savings += libcall_benefit (p);
1343                   for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set)); i++)
1344                     regs->array[regno+i].set_in_loop = move_insn ? -2 : -1;
1345                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1346                   loop_movables_add (movables, m);
1347
1348                   if (m->consec > 0)
1349                     {
1350                       /* It is possible for the first instruction to have a
1351                          REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
1352                          remember the status of the first instruction in case
1353                          the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
1354                       m->move_insn_first = m->move_insn;
1355
1356                       /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
1357                       p = next_nonnote_insn (p);
1358                       /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
1359                       p = skip_consec_insns (p, m->consec);
1360                       /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
1361                       p = prev_nonnote_insn (p);
1362
1363                       /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and
1364                          possibly m->set_src to correspond to the effects of
1365                          all the insns.  */
1366                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1367                       if (temp)
1368                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1369                       else
1370                         {
1371                           temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1372                           if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1373                             m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1374                           else
1375                             m->move_insn = 0;
1376
1377                         }
1378                       m->is_equiv
1379                         = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1380                     }
1381                 }
1382               /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1383                  or set to zero, then its high bytes are constant.
1384                  So clear them outside the loop and within the loop
1385                  just load the low bytes.
1386                  We must check that the machine has an instruction to do so.
1387                  Also, if the value loaded into the register
1388                  depends on the same register, this cannot be done.  */
1389               else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1390                        && NONJUMP_INSN_P (NEXT_INSN (p))
1391                        && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1392                        && GET_CODE (set1) == SET
1393                        && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1394                        && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1395                        && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1396                            == SET_DEST (set))
1397                        && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1398                 {
1399                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1400                   if (regs->array[regno].set_in_loop == 2)
1401                     {
1402                       struct movable *m;
1403                       m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1404                       m->next = 0;
1405                       m->insn = p;
1406                       m->set_dest = SET_DEST (set);
1407                       m->dependencies = 0;
1408                       m->force = 0;
1409                       m->consec = 0;
1410                       m->done = 0;
1411                       m->forces = 0;
1412                       m->move_insn = 0;
1413                       m->move_insn_first = 0;
1414                       m->insert_temp = insert_temp;
1415                       m->partial = 1;
1416                       /* If the insn may not be executed on some cycles,
1417                          we can't clear the whole reg; clear just high part.
1418                          Not even if the reg is used only within this loop.
1419                          Consider this:
1420                          while (1)
1421                            while (s != t) {
1422                              if (foo ()) x = *s;
1423                              use (x);
1424                            }
1425                          Clearing x before the inner loop could clobber a value
1426                          being saved from the last time around the outer loop.
1427                          However, if the reg is not used outside this loop
1428                          and all uses of the register are in the same
1429                          basic block as the store, there is no problem.
1430
1431                          If this insn was made by loop, we don't know its
1432                          INSN_LUID and hence must make a conservative
1433                          assumption.  */
1434                       m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1435                                    || LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno)
1436                                    || (labels_in_range_p
1437                                        (p, REGNO_FIRST_LUID (regno))));
1438                       if (maybe_never && m->global)
1439                         m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1440                       else
1441                         m->savemode = VOIDmode;
1442                       m->regno = regno;
1443                       m->cond = 0;
1444                       m->match = 0;
1445                       m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1446                       m->savings = 1;
1447                       for (i = 0;
1448                            i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1449                            i++)
1450                         regs->array[regno+i].set_in_loop = -1;
1451                       /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1452                       loop_movables_add (movables, m);
1453                     }
1454                 }
1455             }
1456         }
1457       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1458          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1459          Constant and pure call insns always return, so they don't count.  */
1460       else if (CALL_P (p) && ! CONST_OR_PURE_CALL_P (p))
1461         call_passed = 1;
1462       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1463          can't count on whether or how many times they will be
1464          executed during each iteration.  Therefore, we can
1465          only move out sets of trivial variables
1466          (those not used after the loop).  */
1467       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1468       else if ((LABEL_P (p) || JUMP_P (p))
1469                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1470                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1471                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1472                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1473                   followed by a barrier then the loop_end.  */
1474                && ! (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == loop->top
1475                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end
1476                      && any_uncondjump_p (p)))
1477         maybe_never = 1;
1478     }
1479
1480   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1481
1482   ignore_some_movables (movables);
1483
1484   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1485      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1486      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1487      since the second can be moved only if the first is.  */
1488
1489   force_movables (movables);
1490
1491   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1492      If there are, make all but the first point at the first one
1493      through the `match' field, and add the priorities of them
1494      all together as the priority of the first.  */
1495
1496   combine_movables (movables, regs);
1497
1498   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1499      Store 0 in regs->array[I].set_in_loop for each reg I that is moved.
1500
1501      For machines with few registers this increases code size, so do not
1502      move moveables when optimizing for code size on such machines.
1503      (The 18 below is the value for i386.)  */
1504
1505   if (!optimize_size
1506       || (reg_class_size[GENERAL_REGS] > 18 && !loop_info->has_call))
1507     {
1508       move_movables (loop, movables, threshold, insn_count);
1509
1510       /* Recalculate regs->array if move_movables has created new
1511          registers.  */
1512       if (max_reg_num () > regs->num)
1513         {
1514           loop_regs_scan (loop, 0);
1515           for (update_start = loop_start;
1516                PREV_INSN (update_start)
1517                && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1518                update_start = PREV_INSN (update_start))
1519             ;
1520           update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1521
1522           reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1523           loop_max_reg = max_reg_num ();
1524         }
1525     }
1526
1527   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1528      Change regs->array[I].set_in_loop to indicate that those are not actually
1529      invariant.  */
1530   for (i = 0; i < regs->num; i++)
1531     if (regs->array[i].set_in_loop < 0)
1532       regs->array[i].set_in_loop = regs->array[i].n_times_set;
1533
1534   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1535      hoist even more memory references.  */
1536   load_mems (loop);
1537
1538   /* Recalculate regs->array if load_mems has created new registers.  */
1539   if (max_reg_num () > regs->num)
1540     loop_regs_scan (loop, 0);
1541
1542   for (update_start = loop_start;
1543        PREV_INSN (update_start)
1544          && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1545        update_start = PREV_INSN (update_start))
1546     ;
1547   update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1548
1549   reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1550   loop_max_reg = max_reg_num ();
1551
1552   if (flag_strength_reduce)
1553     {
1554       if (update_end && LABEL_P (update_end))
1555         /* Ensure our label doesn't go away.  */
1556         LABEL_NUSES (update_end)++;
1557
1558       strength_reduce (loop, flags);
1559
1560       reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1561       loop_max_reg = max_reg_num ();
1562
1563       if (update_end && LABEL_P (update_end)
1564           && --LABEL_NUSES (update_end) == 0)
1565         delete_related_insns (update_end);
1566     }
1567
1568
1569   /* The movable information is required for strength reduction.  */
1570   loop_movables_free (movables);
1571
1572   free (regs->array);
1573   regs->array = 0;
1574   regs->num = 0;
1575 }
1576 \f
1577 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1578    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1579
1580 static void
1581 record_excess_regs (rtx in_this, rtx not_in_this, rtx *output)
1582 {
1583   enum rtx_code code;
1584   const char *fmt;
1585   int i;
1586
1587   code = GET_CODE (in_this);
1588
1589   switch (code)
1590     {
1591     case PC:
1592     case CC0:
1593     case CONST_INT:
1594     case CONST_DOUBLE:
1595     case CONST:
1596     case SYMBOL_REF:
1597     case LABEL_REF:
1598       return;
1599
1600     case REG:
1601       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1602           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1603         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1604       return;
1605
1606     default:
1607       break;
1608     }
1609
1610   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1611   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1612     {
1613       int j;
1614
1615       switch (fmt[i])
1616         {
1617         case 'E':
1618           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1619             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1620           break;
1621
1622         case 'e':
1623           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1624           break;
1625         }
1626     }
1627 }
1628 \f
1629 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1630    aside from those mentioned in the equivalent value.
1631    If there are none, return 0.
1632    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1633
1634 static rtx
1635 libcall_other_reg (rtx insn, rtx equiv)
1636 {
1637   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1638   rtx p = XEXP (note, 0);
1639   rtx output = 0;
1640
1641   /* First, find all the regs used in the libcall block
1642      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1643
1644   while (p != insn)
1645     {
1646       if (INSN_P (p))
1647         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1648       p = NEXT_INSN (p);
1649     }
1650
1651   return output;
1652 }
1653 \f
1654 /* Return 1 if all uses of REG
1655    are between INSN and the end of the basic block.  */
1656
1657 static int
1658 reg_in_basic_block_p (rtx insn, rtx reg)
1659 {
1660   int regno = REGNO (reg);
1661   rtx p;
1662
1663   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1664     return 0;
1665
1666   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1667   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1668     {
1669       switch (GET_CODE (p))
1670         {
1671         case NOTE:
1672           break;
1673
1674         case INSN:
1675         case CALL_INSN:
1676           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1677           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1678             return 1;
1679           break;
1680
1681         case JUMP_INSN:
1682           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1683           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1684             return 1;
1685           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1686           return 0;
1687
1688         case CODE_LABEL:
1689         case BARRIER:
1690           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1691           return 0;
1692
1693         default:
1694           break;
1695         }
1696     }
1697
1698   /* The "last use" that was recorded can't be found after the first
1699      use.  This can happen when the last use was deleted while
1700      processing an inner loop, this inner loop was then completely
1701      unrolled, and the outer loop is always exited after the inner loop,
1702      so that everything after the first use becomes a single basic block.  */
1703   return 1;
1704 }
1705 \f
1706 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1707    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1708    value directly or can contain a library call.  */
1709
1710 static int
1711 libcall_benefit (rtx last)
1712 {
1713   rtx insn;
1714   int benefit = 0;
1715
1716   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1717        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1718     {
1719       if (CALL_P (insn))
1720         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1721                                    routine.  */
1722       else if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1723                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1724                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1725         benefit++;
1726     }
1727
1728   return benefit;
1729 }
1730 \f
1731 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1732
1733 static rtx
1734 skip_consec_insns (rtx insn, int count)
1735 {
1736   for (; count > 0; count--)
1737     {
1738       rtx temp;
1739
1740       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1741       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1742          be an insn here.  */
1743       if (!NOTE_P (insn)
1744           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1745         insn = XEXP (temp, 0);
1746
1747       do
1748         insn = NEXT_INSN (insn);
1749       while (NOTE_P (insn));
1750     }
1751
1752   return insn;
1753 }
1754
1755 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1756    which is part of another movable.
1757    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1758    was made later and so appears later on the chain.  */
1759
1760 static void
1761 ignore_some_movables (struct loop_movables *movables)
1762 {
1763   struct movable *m, *m1;
1764
1765   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1766     {
1767       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1768       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1769       if (note)
1770         {
1771           rtx insn;
1772           /* Check for earlier movables inside that range,
1773              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1774              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1775              Rather than reject all such insns from movables, we just
1776              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1777              libcalls aren't that common).  */
1778           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1779             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1780               if (m1->insn == insn)
1781                 m1->done = 1;
1782         }
1783     }
1784 }
1785
1786 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1787    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1788    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1789    since the second can be moved only if the first is.  */
1790
1791 static void
1792 force_movables (struct loop_movables *movables)
1793 {
1794   struct movable *m, *m1;
1795
1796   for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
1797     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1798     if (!m1->partial && !m1->done)
1799       {
1800         int regno = m1->regno;
1801         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1802           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1803              register of M1 to be used after this insn?
1804              Since CSE does not update regno_last_uid,
1805              this insn M->insn might not be where it dies.
1806              But very likely this doesn't matter; what matters is
1807              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1808           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1809               && !m->done)
1810             break;
1811         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1812             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1813             && m->consec == 0)
1814           m = 0;
1815
1816         /* Increase the priority of the moving the first insn
1817            since it permits the second to be moved as well.
1818            Likewise for insns already forced by the first insn.  */
1819         if (m != 0)
1820           {
1821             struct movable *m2;
1822
1823             m->forces = m1;
1824             for (m2 = m1; m2; m2 = m2->forces)
1825               {
1826                 m2->lifetime += m->lifetime;
1827                 m2->savings += m->savings;
1828               }
1829           }
1830       }
1831 }
1832 \f
1833 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1834    one register.  */
1835
1836 static void
1837 combine_movables (struct loop_movables *movables, struct loop_regs *regs)
1838 {
1839   struct movable *m;
1840   char *matched_regs = xmalloc (regs->num);
1841   enum machine_mode mode;
1842
1843   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1844      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1845   /* Only pseudo registers are allowed to match or be matched,
1846      since move_movables does not validate the change.  */
1847   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1848
1849   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1850     if (m->match == 0 && regs->array[m->regno].n_times_set == 1
1851         && m->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1852         && !m->insert_temp
1853         && !m->partial)
1854       {
1855         struct movable *m1;
1856         int regno = m->regno;
1857
1858         memset (matched_regs, 0, regs->num);
1859         matched_regs[regno] = 1;
1860
1861         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1862            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1863         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1864           if (m != m1 && m1->match == 0
1865               && !m1->insert_temp
1866               && regs->array[m1->regno].n_times_set == 1
1867               && m1->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1868               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1869               && !m1->global
1870               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1871               && !m1->partial
1872               && (matched_regs[m1->regno]
1873                   ||
1874                   (
1875                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1876                       same constant only if the modes are the same or
1877                       if both are integer modes with M wider or the same
1878                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1879                       safe, since the only case of differing destination
1880                       modes with equal sources is when both sources are
1881                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1882                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1883                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1884                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1885                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1886                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1887                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1888                    && ((REG_P (m1->set_src)
1889                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1890                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1891                                                 movables, regs))))
1892               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1893                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1894             {
1895               m->lifetime += m1->lifetime;
1896               m->savings += m1->savings;
1897               m1->done = 1;
1898               m1->match = m;
1899               matched_regs[m1->regno] = 1;
1900             }
1901       }
1902
1903   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1904      This can be done for those not marked `global'
1905      provided their lives don't overlap.  */
1906
1907   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1908        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1909     {
1910       struct movable *m0 = 0;
1911
1912       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1913          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1914       for (m = movables->head; m; m = m->next)
1915         if (m->partial && ! m->global
1916             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1917           {
1918             struct movable *m1;
1919
1920             int first = REGNO_FIRST_LUID (m->regno);
1921             int last = REGNO_LAST_LUID (m->regno);
1922
1923             if (m0 == 0)
1924               {
1925                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1926                 m0 = m;
1927                 continue;
1928               }
1929
1930             /* Make sure they extend to the same mode.
1931                (Almost always true.)  */
1932             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1933               continue;
1934
1935             /* We already have one: check for overlap with those
1936                already combined together.  */
1937             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1938               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1939                 if (! (REGNO_FIRST_LUID (m1->regno) > last
1940                        || REGNO_LAST_LUID (m1->regno) < first))
1941                   goto overlap;
1942
1943             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1944             m0->lifetime += m->lifetime;
1945             m0->savings += m->savings;
1946             m->done = 1;
1947             m->match = m0;
1948
1949           overlap:
1950             ;
1951           }
1952     }
1953
1954   /* Clean up.  */
1955   free (matched_regs);
1956 }
1957
1958 /* Returns the number of movable instructions in LOOP that were not
1959    moved outside the loop.  */
1960
1961 static int
1962 num_unmoved_movables (const struct loop *loop)
1963 {
1964   int num = 0;
1965   struct movable *m;
1966
1967   for (m = LOOP_MOVABLES (loop)->head; m; m = m->next)
1968     if (!m->done)
1969       ++num;
1970
1971   return num;
1972 }
1973
1974 \f
1975 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1976
1977 static int
1978 regs_match_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables)
1979 {
1980   unsigned int xn = REGNO (x);
1981   unsigned int yn = REGNO (y);
1982   struct movable *mx, *my;
1983
1984   for (mx = movables->head; mx; mx = mx->next)
1985     if (mx->regno == xn)
1986       break;
1987
1988   for (my = movables->head; my; my = my->next)
1989     if (my->regno == yn)
1990       break;
1991
1992   return (mx && my
1993           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1994               || mx->match == my
1995               || mx == my->match));
1996 }
1997
1998 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1999    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
2000
2001    If two registers are matching movables or a movable register and an
2002    equivalent constant, consider them equal.  */
2003
2004 static int
2005 rtx_equal_for_loop_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables,
2006                       struct loop_regs *regs)
2007 {
2008   int i;
2009   int j;
2010   struct movable *m;
2011   enum rtx_code code;
2012   const char *fmt;
2013
2014   if (x == y)
2015     return 1;
2016   if (x == 0 || y == 0)
2017     return 0;
2018
2019   code = GET_CODE (x);
2020
2021   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
2022      equal.  */
2023   if (REG_P (x) && regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == -2
2024       && CONSTANT_P (y))
2025     {
2026       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2027         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
2028             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
2029           return 1;
2030     }
2031   else if (REG_P (y) && regs->array[REGNO (y)].set_in_loop == -2
2032            && CONSTANT_P (x))
2033     {
2034       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2035         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
2036             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
2037           return 1;
2038     }
2039
2040   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
2041   if (code != GET_CODE (y))
2042     return 0;
2043
2044   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
2045      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
2046
2047   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
2048     return 0;
2049
2050   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
2051   if (code == REG)
2052     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
2053
2054   if (code == LABEL_REF)
2055     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
2056   if (code == SYMBOL_REF)
2057     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
2058
2059   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
2060      fail to match, return 0 for the whole things.  */
2061
2062   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2063   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2064     {
2065       switch (fmt[i])
2066         {
2067         case 'w':
2068           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
2069             return 0;
2070           break;
2071
2072         case 'i':
2073           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
2074             return 0;
2075           break;
2076
2077         case 'E':
2078           /* Two vectors must have the same length.  */
2079           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
2080             return 0;
2081
2082           /* And the corresponding elements must match.  */
2083           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2084             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j),
2085                                       movables, regs) == 0)
2086               return 0;
2087           break;
2088
2089         case 'e':
2090           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables, regs)
2091               == 0)
2092             return 0;
2093           break;
2094
2095         case 's':
2096           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
2097             return 0;
2098           break;
2099
2100         case 'u':
2101           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
2102           break;
2103
2104         case '0':
2105           break;
2106
2107           /* It is believed that rtx's at this level will never
2108              contain anything but integers and other rtx's,
2109              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
2110         default:
2111           abort ();
2112         }
2113     }
2114   return 1;
2115 }
2116 \f
2117 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
2118    insns in INSNS which use the reference.  LABEL_NUSES for CODE_LABEL
2119    references is incremented once for each added note.  */
2120
2121 static void
2122 add_label_notes (rtx x, rtx insns)
2123 {
2124   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2125   int i, j;
2126   const char *fmt;
2127   rtx insn;
2128
2129   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2130     {
2131       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2132          avoid flow generating (slightly) worse code.
2133
2134          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2135          mark_jump_label for additional information).  */
2136       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2137         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
2138           {
2139             REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
2140                                                   REG_NOTES (insn));
2141             if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
2142               LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
2143           }
2144     }
2145
2146   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2147   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2148     {
2149       if (fmt[i] == 'e')
2150         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
2151       else if (fmt[i] == 'E')
2152         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2153           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
2154     }
2155 }
2156 \f
2157 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
2158    If two matching movables are combined, replace one reg with the
2159    other throughout.  */
2160
2161 static void
2162 move_movables (struct loop *loop, struct loop_movables *movables,
2163                int threshold, int insn_count)
2164 {
2165   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
2166   int nregs = regs->num;
2167   rtx new_start = 0;
2168   struct movable *m;
2169   rtx p;
2170   rtx loop_start = loop->start;
2171   rtx loop_end = loop->end;
2172   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
2173      when we move several insns that load the same value
2174      into different pseudo-registers.  */
2175   rtx *reg_map = xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
2176   char *already_moved = xcalloc (nregs, sizeof (char));
2177
2178   for (m = movables->head; m; m = m->next)
2179     {
2180       /* Describe this movable insn.  */
2181
2182       if (loop_dump_stream)
2183         {
2184           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
2185                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
2186           if (m->consec > 0)
2187             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
2188           if (m->cond)
2189             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
2190           if (m->force)
2191             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
2192           if (m->global)
2193             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
2194           if (m->done)
2195             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
2196           if (m->move_insn)
2197             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
2198           if (m->match)
2199             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
2200                      INSN_UID (m->match->insn));
2201           if (m->forces)
2202             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
2203                      INSN_UID (m->forces->insn));
2204         }
2205
2206       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
2207          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
2208
2209       if (!m->done
2210           && (! m->cond
2211               || (1 == loop_invariant_p (loop, m->set_src)
2212                   && (m->dependencies == 0
2213                       || 1 == loop_invariant_p (loop, m->dependencies))
2214                   && (m->consec == 0
2215                       || 1 == consec_sets_invariant_p (loop, m->set_dest,
2216                                                        m->consec + 1,
2217                                                        m->insn))))
2218           && (! m->forces || m->forces->done))
2219         {
2220           int regno;
2221           rtx p;
2222           int savings = m->savings;
2223
2224           /* We have an insn that is safe to move.
2225              Compute its desirability.  */
2226
2227           p = m->insn;
2228           regno = m->regno;
2229
2230           if (loop_dump_stream)
2231             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
2232
2233           if (regs->array[regno].moved_once && loop_dump_stream)
2234             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
2235
2236           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
2237              which is safe only if this one is moved too: that is,
2238              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
2239
2240           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
2241              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
2242              If it's not desirable, it means the loop is so big
2243              that moving won't speed things up much,
2244              and it is liable to make register usage worse.  */
2245
2246           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
2247              extra cost because something else was already moved.  */
2248
2249           if (already_moved[regno]
2250               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
2251                  (regs->array[regno].moved_once ? insn_count * 2 : insn_count)
2252               || (m->forces && m->forces->done
2253                   && regs->array[m->forces->regno].n_times_set == 1))
2254             {
2255               int count;
2256               struct movable *m1;
2257               rtx first = NULL_RTX;
2258               rtx newreg = NULL_RTX;
2259
2260               if (m->insert_temp)
2261                 newreg = gen_reg_rtx (GET_MODE (m->set_dest));
2262
2263               /* Now move the insns that set the reg.  */
2264
2265               if (m->partial && m->match)
2266                 {
2267                   rtx newpat, i1;
2268                   rtx r1, r2;
2269                   /* Find the end of this chain of matching regs.
2270                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
2271                      And that reg is loaded with 0 directly,
2272                      since it has ->match == 0.  */
2273                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
2274                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
2275                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
2276                   i1 = loop_insn_hoist (loop, newpat);
2277
2278                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
2279                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
2280                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
2281                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
2282                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
2283                   regs_may_share
2284                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
2285                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
2286                                                             regs_may_share));
2287                   delete_insn (m->insn);
2288
2289                   if (new_start == 0)
2290                     new_start = i1;
2291
2292                   if (loop_dump_stream)
2293                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2294                 }
2295               /* If we are to re-generate the item being moved with a
2296                  new move insn, first delete what we have and then emit
2297                  the move insn before the loop.  */
2298               else if (m->move_insn)
2299                 {
2300                   rtx i1, temp, seq;
2301
2302                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2303                     {
2304                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
2305                          something is very wrong.  */
2306                       if (!NOTE_P (p)
2307                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2308                         abort ();
2309
2310                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
2311                          delete every insn in the sequence except the last.
2312                          The last insn is handled in the normal manner.  */
2313                       if (!NOTE_P (p)
2314                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2315                         {
2316                           temp = XEXP (temp, 0);
2317                           while (temp != p)
2318                             temp = delete_insn (temp);
2319                         }
2320
2321                       temp = p;
2322                       p = delete_insn (p);
2323
2324                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2325                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2326                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2327                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2328                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2329                          insn stream.  */
2330                       while (p && NOTE_P (p))
2331                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2332
2333                       if (m->insert_temp)
2334                         {
2335                           /* Replace the original insn with a move from
2336                              our newly created temp.  */
2337                           start_sequence ();
2338                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2339                           seq = get_insns ();
2340                           end_sequence ();
2341                           emit_insn_before (seq, p);
2342                         }
2343                     }
2344
2345                   start_sequence ();
2346                   emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2347                                   m->set_src);
2348                   seq = get_insns ();
2349                   end_sequence ();
2350
2351                   add_label_notes (m->set_src, seq);
2352
2353                   i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2354                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2355                     set_unique_reg_note (i1,
2356                                          m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
2357                                          m->set_src);
2358
2359                   if (loop_dump_stream)
2360                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2361
2362                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2363                   threshold -= 3;
2364                 }
2365               else
2366                 {
2367                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2368                     {
2369                       rtx i1, temp;
2370
2371                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
2372                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
2373                          be an insn here.  */
2374                       if (!NOTE_P (p)
2375                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2376                         p = XEXP (temp, 0);
2377
2378                       /* If last insn of libcall sequence, move all
2379                          insns except the last before the loop.  The last
2380                          insn is handled in the normal manner.  */
2381                       if (!NOTE_P (p)
2382                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2383                         {
2384                           rtx fn_address = 0;
2385                           rtx fn_reg = 0;
2386                           rtx fn_address_insn = 0;
2387
2388                           first = 0;
2389                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
2390                                temp = NEXT_INSN (temp))
2391                             {
2392                               rtx body;
2393                               rtx n;
2394                               rtx next;
2395
2396                               if (NOTE_P (temp))
2397                                 continue;
2398
2399                               body = PATTERN (temp);
2400
2401                               /* Find the next insn after TEMP,
2402                                  not counting USE or NOTE insns.  */
2403                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
2404                                    next = NEXT_INSN (next))
2405                                 if (! (NONJUMP_INSN_P (next)
2406                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
2407                                     && !NOTE_P (next))
2408                                   break;
2409
2410                               /* If that is the call, this may be the insn
2411                                  that loads the function address.
2412
2413                                  Extract the function address from the insn
2414                                  that loads it into a register.
2415                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
2416
2417                                  So emit a new move insn that copies the
2418                                  function address into the register that the
2419                                  call insn will use.  flow.c will delete any
2420                                  redundant stores that we have created.  */
2421                               if (CALL_P (next)
2422                                   && GET_CODE (body) == SET
2423                                   && REG_P (SET_DEST (body))
2424                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
2425                                                          NULL_RTX)))
2426                                 {
2427                                   fn_reg = SET_SRC (body);
2428                                   if (!REG_P (fn_reg))
2429                                     fn_reg = SET_DEST (body);
2430                                   fn_address = XEXP (n, 0);
2431                                   fn_address_insn = temp;
2432                                 }
2433                               /* We have the call insn.
2434                                  If it uses the register we suspect it might,
2435                                  load it with the correct address directly.  */
2436                               if (CALL_P (temp)
2437                                   && fn_address != 0
2438                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2439                                 loop_insn_emit_after (loop, 0, fn_address_insn,
2440                                                       gen_move_insn
2441                                                       (fn_reg, fn_address));
2442
2443                               if (CALL_P (temp))
2444                                 {
2445                                   i1 = loop_call_insn_hoist (loop, body);
2446                                   /* Because the USAGE information potentially
2447                                      contains objects other than hard registers
2448                                      we need to copy it.  */
2449                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2450                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2451                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2452                                 }
2453                               else
2454                                 i1 = loop_insn_hoist (loop, body);
2455                               if (first == 0)
2456                                 first = i1;
2457                               if (temp == fn_address_insn)
2458                                 fn_address_insn = i1;
2459                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2460                               REG_NOTES (temp) = NULL;
2461                               delete_insn (temp);
2462                             }
2463                           if (new_start == 0)
2464                             new_start = first;
2465                         }
2466                       if (m->savemode != VOIDmode)
2467                         {
2468                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2469                              the bits that are not covered by the mode
2470                              m->savemode.  */
2471                           rtx reg = m->set_dest;
2472                           rtx sequence;
2473                           rtx tem;
2474
2475                           start_sequence ();
2476                           tem = expand_simple_binop
2477                             (GET_MODE (reg), AND, reg,
2478                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2479                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2480                                       - 1),
2481                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2482                           if (tem == 0)
2483                             abort ();
2484                           if (tem != reg)
2485                             emit_move_insn (reg, tem);
2486                           sequence = get_insns ();
2487                           end_sequence ();
2488                           i1 = loop_insn_hoist (loop, sequence);
2489                         }
2490                       else if (CALL_P (p))
2491                         {
2492                           i1 = loop_call_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2493                           /* Because the USAGE information potentially
2494                              contains objects other than hard registers
2495                              we need to copy it.  */
2496                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2497                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2498                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2499                         }
2500                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2501                         {
2502                           rtx seq;
2503                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2504                              use the REG_EQUAL note.  */
2505                           start_sequence ();
2506                           emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2507                                           m->set_src);
2508                           seq = get_insns ();
2509                           end_sequence ();
2510
2511                           add_label_notes (m->set_src, seq);
2512
2513                           i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2514                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2515                             set_unique_reg_note (i1, m->is_equiv ? REG_EQUIV
2516                                                      : REG_EQUAL, m->set_src);
2517                         }
2518                       else if (m->insert_temp)
2519                         {
2520                           rtx *reg_map2 = xcalloc (REGNO (newreg),
2521                                                    sizeof(rtx));
2522                           reg_map2 [m->regno] = newreg;
2523
2524                           i1 = loop_insn_hoist (loop, copy_rtx (PATTERN (p)));
2525                           replace_regs (i1, reg_map2, REGNO (newreg), 1);
2526                           free (reg_map2);
2527                         }
2528                       else
2529                         i1 = loop_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2530
2531                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2532                         {
2533                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2534                           REG_NOTES (p) = NULL;
2535
2536                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2537                              is not loop invariant, then delete it, since it
2538                              may cause problems with later optimization passes.
2539                              It is possible for cse to create such notes
2540                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2541
2542                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2543                               && ! loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0)))
2544                             remove_note (i1, temp);
2545                         }
2546
2547                       if (new_start == 0)
2548                         new_start = i1;
2549
2550                       if (loop_dump_stream)
2551                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2552                                  INSN_UID (i1));
2553
2554                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2555                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2556                          and REG_RETVAL on I1.  */
2557                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2558                         {
2559                           XEXP (temp, 0) = first;
2560                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2561                           XEXP (temp, 0) = i1;
2562                         }
2563
2564                       temp = p;
2565                       delete_insn (p);
2566                       p = NEXT_INSN (p);
2567
2568                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2569                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2570                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2571                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2572                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2573                          insn stream.  */
2574                       while (p && NOTE_P (p))
2575                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2576
2577                       if (m->insert_temp)
2578                         {
2579                           rtx seq;
2580                           /* Replace the original insn with a move from
2581                              our newly created temp.  */
2582                           start_sequence ();
2583                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2584                           seq = get_insns ();
2585                           end_sequence ();
2586                           emit_insn_before (seq, p);
2587                         }
2588                     }
2589
2590                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2591                   threshold -= 3;
2592                 }
2593
2594               m->done = 1;
2595
2596               if (!m->insert_temp)
2597                 {
2598                   /* Any other movable that loads the same register
2599                      MUST be moved.  */
2600                   already_moved[regno] = 1;
2601
2602                   /* This reg has been moved out of one loop.  */
2603                   regs->array[regno].moved_once = 1;
2604
2605                   /* The reg set here is now invariant.  */
2606                   if (! m->partial)
2607                     {
2608                       int i;
2609                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m->set_dest); i++)
2610                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
2611                     }
2612
2613                   /* Change the length-of-life info for the register
2614                      to say it lives at least the full length of this loop.
2615                      This will help guide optimizations in outer loops.  */
2616
2617                   if (REGNO_FIRST_LUID (regno) > INSN_LUID (loop_start))
2618                     /* This is the old insn before all the moved insns.
2619                        We can't use the moved insn because it is out of range
2620                        in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2621                     REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2622                   if (REGNO_LAST_LUID (regno) < INSN_LUID (loop_end))
2623                     REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (loop_end);
2624                 }
2625
2626               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2627
2628               if (! m->partial)
2629                 for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
2630                   if (m1->match == m)
2631                     {
2632                       rtx temp;
2633
2634                       /* Schedule the reg loaded by M1
2635                          for replacement so that shares the reg of M.
2636                          If the modes differ (only possible in restricted
2637                          circumstances, make a SUBREG.
2638
2639                          Note this assumes that the target dependent files
2640                          treat REG and SUBREG equally, including within
2641                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2642                          predicates since we never verify that replacing the
2643                          original register with a SUBREG results in a
2644                          recognizable insn.  */
2645                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2646                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2647                       else
2648                         reg_map[m1->regno]
2649                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2650                                                 m->set_dest);
2651
2652                       /* Get rid of the matching insn
2653                          and prevent further processing of it.  */
2654                       m1->done = 1;
2655
2656                       /* If library call, delete all insns.  */
2657                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2658                                                  NULL_RTX)))
2659                         delete_insn_chain (XEXP (temp, 0), m1->insn);
2660                       else
2661                         delete_insn (m1->insn);
2662
2663                       /* Any other movable that loads the same register
2664                          MUST be moved.  */
2665                       already_moved[m1->regno] = 1;
2666
2667                       /* The reg merged here is now invariant,
2668                          if the reg it matches is invariant.  */
2669                       if (! m->partial)
2670                         {
2671                           int i;
2672                           for (i = 0;
2673                                i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m1->set_dest);
2674                                i++)
2675                             regs->array[m1->regno+i].set_in_loop = 0;
2676                         }
2677                     }
2678             }
2679           else if (loop_dump_stream)
2680             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2681         }
2682       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2683         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2684
2685       if (loop_dump_stream)
2686         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2687     }
2688
2689   if (new_start == 0)
2690     new_start = loop_start;
2691
2692   /* Go through all the instructions in the loop, making
2693      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2694   for (p = new_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2695     if (INSN_P (p))
2696       {
2697         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2698         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2699         INSN_CODE (p) = -1;
2700       }
2701
2702   /* Clean up.  */
2703   free (reg_map);
2704   free (already_moved);
2705 }
2706
2707
2708 static void
2709 loop_movables_add (struct loop_movables *movables, struct movable *m)
2710 {
2711   if (movables->head == 0)
2712     movables->head = m;
2713   else
2714     movables->last->next = m;
2715   movables->last = m;
2716 }
2717
2718
2719 static void
2720 loop_movables_free (struct loop_movables *movables)
2721 {
2722   struct movable *m;
2723   struct movable *m_next;
2724
2725   for (m = movables->head; m; m = m_next)
2726     {
2727       m_next = m->next;
2728       free (m);
2729     }
2730 }
2731 \f
2732 #if 0
2733 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2734    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2735
2736 static void
2737 replace_call_address (rtx x, rtx reg, rtx addr)
2738 {
2739   enum rtx_code code;
2740   int i;
2741   const char *fmt;
2742
2743   if (x == 0)
2744     return;
2745   code = GET_CODE (x);
2746   switch (code)
2747     {
2748     case PC:
2749     case CC0:
2750     case CONST_INT:
2751     case CONST_DOUBLE:
2752     case CONST:
2753     case SYMBOL_REF:
2754     case LABEL_REF:
2755     case REG:
2756       return;
2757
2758     case SET:
2759       /* Short cut for very common case.  */
2760       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2761       return;
2762
2763     case CALL:
2764       /* Short cut for very common case.  */
2765       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2766       return;
2767
2768     case MEM:
2769       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2770          something is wrong.  */
2771       if (XEXP (x, 0) != reg)
2772         abort ();
2773       XEXP (x, 0) = addr;
2774       return;
2775
2776     default:
2777       break;
2778     }
2779
2780   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2781   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2782     {
2783       if (fmt[i] == 'e')
2784         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2785       else if (fmt[i] == 'E')
2786         {
2787           int j;
2788           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2789             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2790         }
2791     }
2792 }
2793 #endif
2794 \f
2795 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2796    in the rtx X.  */
2797
2798 static int
2799 count_nonfixed_reads (const struct loop *loop, rtx x)
2800 {
2801   enum rtx_code code;
2802   int i;
2803   const char *fmt;
2804   int value;
2805
2806   if (x == 0)
2807     return 0;
2808
2809   code = GET_CODE (x);
2810   switch (code)
2811     {
2812     case PC:
2813     case CC0:
2814     case CONST_INT:
2815     case CONST_DOUBLE:
2816     case CONST:
2817     case SYMBOL_REF:
2818     case LABEL_REF:
2819     case REG:
2820       return 0;
2821
2822     case MEM:
2823       return ((loop_invariant_p (loop, XEXP (x, 0)) != 1)
2824               + count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, 0)));
2825
2826     default:
2827       break;
2828     }
2829
2830   value = 0;
2831   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2832   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2833     {
2834       if (fmt[i] == 'e')
2835         value += count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, i));
2836       if (fmt[i] == 'E')
2837         {
2838           int j;
2839           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2840             value += count_nonfixed_reads (loop, XVECEXP (x, i, j));
2841         }
2842     }
2843   return value;
2844 }
2845 \f
2846 /* Scan a loop setting the elements `loops_enclosed',
2847    `has_call', `has_nonconst_call', `has_volatile', `has_tablejump',
2848    `unknown_address_altered', `unknown_constant_address_altered', and
2849    `num_mem_sets' in LOOP.  Also, fill in the array `mems' and the
2850    list `store_mems' in LOOP.  */
2851
2852 static void
2853 prescan_loop (struct loop *loop)
2854 {
2855   int level = 1;
2856   rtx insn;
2857   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
2858   rtx start = loop->start;
2859   rtx end = loop->end;
2860   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2861      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2862      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2863      might end up between the two.  */
2864   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2865
2866   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2867   loop_info->pre_header_has_call = 0;
2868   loop_info->has_call = 0;
2869   loop_info->has_nonconst_call = 0;
2870   loop_info->has_prefetch = 0;
2871   loop_info->has_volatile = 0;
2872   loop_info->has_tablejump = 0;
2873   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2874   loop->level = 1;
2875
2876   loop_info->unknown_address_altered = 0;
2877   loop_info->unknown_constant_address_altered = 0;
2878   loop_info->store_mems = NULL_RTX;
2879   loop_info->first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2880   loop_info->mems_idx = 0;
2881   loop_info->num_mem_sets = 0;
2882
2883   for (insn = start; insn && !LABEL_P (insn);
2884        insn = PREV_INSN (insn))
2885     {
2886       if (CALL_P (insn))
2887         {
2888           loop_info->pre_header_has_call = 1;
2889           break;
2890         }
2891     }
2892
2893   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2894        insn = NEXT_INSN (insn))
2895     {
2896       switch (GET_CODE (insn))
2897         {
2898         case NOTE:
2899           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2900             {
2901               ++level;
2902               /* Count number of loops contained in this one.  */
2903               loop->level++;
2904             }
2905           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2906             --level;
2907           break;
2908
2909         case CALL_INSN:
2910           if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2911             {
2912               loop_info->unknown_address_altered = 1;
2913               loop_info->has_nonconst_call = 1;
2914             }
2915           else if (pure_call_p (insn))
2916             loop_info->has_nonconst_call = 1;
2917           loop_info->has_call = 1;
2918           if (can_throw_internal (insn))
2919             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2920           break;
2921
2922         case JUMP_INSN:
2923           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets)
2924             {
2925               rtx set = pc_set (insn);
2926
2927               if (set)
2928                 {
2929                   rtx src = SET_SRC (set);
2930                   rtx label1, label2;
2931
2932                   if (GET_CODE (src) == IF_THEN_ELSE)
2933                     {
2934                       label1 = XEXP (src, 1);
2935                       label2 = XEXP (src, 2);
2936                     }
2937                   else
2938                     {
2939                       label1 = src;
2940                       label2 = NULL_RTX;
2941                     }
2942
2943                   do
2944                     {
2945                       if (label1 && label1 != pc_rtx)
2946                         {
2947                           if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2948                             {
2949                               /* Something tricky.  */
2950                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2951                               break;
2952                             }
2953                           else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2954                                    && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2955                             {
2956                               /* A jump outside the current loop.  */
2957                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2958                               break;
2959                             }
2960                         }
2961
2962                       label1 = label2;
2963                       label2 = NULL_RTX;
2964                     }
2965                   while (label1);
2966                 }
2967               else
2968                 {
2969                   /* A return, or something tricky.  */
2970                   loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2971                 }
2972             }
2973           /* Fall through.  */
2974
2975         case INSN:
2976           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2977             loop_info->has_volatile = 1;
2978
2979           if (JUMP_P (insn)
2980               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2981                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2982             loop_info->has_tablejump = 1;
2983
2984           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored, loop_info);
2985           if (! loop_info->first_loop_store_insn && loop_info->store_mems)
2986             loop_info->first_loop_store_insn = insn;
2987
2988           if (flag_non_call_exceptions && can_throw_internal (insn))
2989             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2990           break;
2991
2992         default:
2993           break;
2994         }
2995     }
2996
2997   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2998   if (/* An exception thrown by a called function might land us
2999          anywhere.  */
3000       ! loop_info->has_nonconst_call
3001       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
3002          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
3003          that this is not a problem for malloc, etc., since those
3004          require actual function calls.  */
3005       && ! current_function_calls_alloca
3006       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
3007          end.  */
3008       && ! loop_info->has_multiple_exit_targets)
3009     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
3010          insn = NEXT_INSN (insn))
3011       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, loop_info);
3012
3013   /* BLKmode MEMs are added to LOOP_STORE_MEM as necessary so
3014      that loop_invariant_p and load_mems can use true_dependence
3015      to determine what is really clobbered.  */
3016   if (loop_info->unknown_address_altered)
3017     {
3018       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3019
3020       loop_info->store_mems
3021         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3022     }
3023   if (loop_info->unknown_constant_address_altered)
3024     {
3025       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3026       MEM_READONLY_P (mem) = 1;
3027       loop_info->store_mems
3028         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3029     }
3030 }
3031 \f
3032 /* Invalidate all loops containing LABEL.  */
3033
3034 static void
3035 invalidate_loops_containing_label (rtx label)
3036 {
3037   struct loop *loop;
3038   for (loop = uid_loop[INSN_UID (label)]; loop; loop = loop->outer)
3039     loop->invalid = 1;
3040 }
3041
3042 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
3043    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
3044    to from outside the loop.  */
3045
3046 static void
3047 find_and_verify_loops (rtx f, struct loops *loops)
3048 {
3049   rtx insn;
3050   rtx label;
3051   int num_loops;
3052   struct loop *current_loop;
3053   struct loop *next_loop;
3054   struct loop *loop;
3055
3056   num_loops = loops->num;
3057
3058   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
3059
3060   /* If there are jumps to undefined labels,
3061      treat them as jumps out of any/all loops.
3062      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
3063   uid_loop[0] = NULL;
3064
3065   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
3066      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
3067
3068   num_loops = 0;
3069   current_loop = NULL;
3070   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3071     {
3072       if (NOTE_P (insn))
3073         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
3074           {
3075           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
3076             next_loop = loops->array + num_loops;
3077             next_loop->num = num_loops;
3078             num_loops++;
3079             next_loop->start = insn;
3080             next_loop->outer = current_loop;
3081             current_loop = next_loop;
3082             break;
3083
3084           case NOTE_INSN_LOOP_END:
3085             if (! current_loop)
3086               abort ();
3087
3088             current_loop->end = insn;
3089             current_loop = current_loop->outer;
3090             break;
3091
3092           default:
3093             break;
3094           }
3095
3096       if (CALL_P (insn)
3097           && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL))
3098         {
3099           /* In this case, we must invalidate our current loop and any
3100              enclosing loop.  */
3101           for (loop = current_loop; loop; loop = loop->outer)
3102             {
3103               loop->invalid = 1;
3104               if (loop_dump_stream)
3105                 fprintf (loop_dump_stream,
3106                          "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
3107                          INSN_UID (loop->start));
3108             }
3109         }
3110
3111       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
3112          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
3113       uid_loop[INSN_UID (insn)] = current_loop;
3114     }
3115
3116   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
3117      because it can be jumped into from anywhere.  */
3118   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
3119     invalidate_loops_containing_label (XEXP (label, 0));
3120
3121   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
3122      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
3123   for_each_eh_label (invalidate_loops_containing_label);
3124
3125   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
3126      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
3127      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
3128      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
3129      anywhere.
3130
3131      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
3132      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
3133      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
3134      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
3135      label in our loop and will simplify processing by both us and a
3136      possible second cse pass.  */
3137
3138   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3139     if (INSN_P (insn))
3140       {
3141         struct loop *this_loop = uid_loop[INSN_UID (insn)];
3142
3143         if (NONJUMP_INSN_P (insn) || CALL_P (insn))
3144           {
3145             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
3146             if (note)
3147               invalidate_loops_containing_label (XEXP (note, 0));
3148           }
3149
3150         if (!JUMP_P (insn))
3151           continue;
3152
3153         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop);
3154
3155         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
3156         if (this_loop
3157             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
3158                 || (any_uncondjump_p (insn)
3159                     && onlyjump_p (insn)
3160                     && (uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
3161                         != this_loop)))
3162             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
3163           {
3164             rtx p;
3165             rtx our_next = next_real_insn (insn);
3166             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
3167             struct loop *dest_loop;
3168             struct loop *outer_loop = NULL;
3169
3170             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
3171                or a JUMP_INSN.  */
3172             for (p = PREV_INSN (insn);
3173                  !LABEL_P (p)
3174                  && ! (NOTE_P (p)
3175                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3176                  && !JUMP_P (p);
3177                  p = PREV_INSN (p))
3178               ;
3179
3180             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
3181                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
3182
3183             if (JUMP_LABEL (insn))
3184               {
3185                 dest_loop = uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
3186                 if (dest_loop)
3187                   {
3188                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3189                          outer_loop = outer_loop->outer)
3190                       if (outer_loop == this_loop)
3191                         break;
3192                   }
3193               }
3194
3195             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
3196
3197             if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
3198                 && uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop)
3199               outer_loop = this_loop;
3200
3201             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
3202                we have a block of code to try to move.
3203
3204                We look backward and then forward from the target of INSN
3205                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
3206                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
3207                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
3208                and move the block of code to the spot we found.  */
3209
3210             if (! outer_loop
3211                 && JUMP_P (p)
3212                 && JUMP_LABEL (p) != 0
3213                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
3214                    These always indicate compilation errors.  */
3215                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
3216                 && any_condjump_p (p) && onlyjump_p (p)
3217                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
3218                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
3219                    mustn't try.  */
3220                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn),
3221                                          &last_insn_to_move))
3222               {
3223                 rtx target
3224                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
3225                 struct loop *target_loop = uid_loop[INSN_UID (target)];
3226                 rtx loc, loc2;
3227                 rtx tmp;
3228
3229                 /* Search for possible garbage past the conditional jumps
3230                    and look for the last barrier.  */
3231                 for (tmp = last_insn_to_move;
3232                      tmp && !LABEL_P (tmp); tmp = NEXT_INSN (tmp))
3233                   if (BARRIER_P (tmp))
3234                     last_insn_to_move = tmp;
3235
3236                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
3237                   if (BARRIER_P (loc)
3238                       /* Don't move things inside a tablejump.  */
3239                       && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3240                           || !LABEL_P (loc2)
3241                           || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3242                           || !JUMP_P (loc2)
3243                           || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3244                               && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3245                       && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3246                     break;
3247
3248                 if (loc == 0)
3249                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
3250                     if (BARRIER_P (loc)
3251                         /* Don't move things inside a tablejump.  */
3252                         && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3253                             || !LABEL_P (loc2)
3254                             || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3255                             || !JUMP_P (loc2)
3256                             || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3257                                 && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3258                         && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3259                       break;
3260
3261                 if (loc)
3262                   {
3263                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
3264                     rtx new_label = get_label_after (p);
3265
3266                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
3267                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
3268
3269                     /* Verify that uid_loop is large enough and that
3270                        we can invert P.  */
3271                     if (invert_jump (p, new_label, 1))
3272                       {
3273                         rtx q, r;
3274
3275                         /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
3276                            one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
3277                            path, we'll need to insert a jump around our block
3278                            and add a BARRIER before TARGET.
3279
3280                            This creates an extra unconditional jump outside
3281                            the loop.  However, the benefits of removing rarely
3282                            executed instructions from inside the loop usually
3283                            outweighs the cost of the extra unconditional jump
3284                            outside the loop.  */
3285                         if (loc == 0)
3286                           {
3287                             rtx temp;
3288
3289                             temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
3290                             temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
3291                             JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
3292                             LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
3293                             loc = emit_barrier_before (target);
3294                           }
3295
3296                         /* Include the BARRIER after INSN and copy the
3297                            block after LOC.  */
3298                         if (squeeze_notes (&new_label, &last_insn_to_move))
3299                           abort ();
3300                         reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
3301
3302                         /* All those insns are now in TARGET_LOOP.  */
3303                         for (q = new_label;
3304                              q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
3305                              q = NEXT_INSN (q))
3306                           uid_loop[INSN_UID (q)] = target_loop;
3307
3308                         /* The label jumped to by INSN is no longer a loop
3309                            exit.  Unless INSN does not have a label (e.g.,
3310                            it is a RETURN insn), search loop->exit_labels
3311                            to find its label_ref, and remove it.  Also turn
3312                            off LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
3313                         if (JUMP_LABEL (insn))
3314                           {
3315                             for (q = 0, r = this_loop->exit_labels;
3316                                  r;
3317                                  q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
3318                               if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
3319                                 {
3320                                   LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
3321                                   if (q)
3322                                     LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
3323                                   else
3324                                     this_loop->exit_labels = LABEL_NEXTREF (r);
3325                                   break;
3326                                 }
3327
3328                             for (loop = this_loop; loop && loop != target_loop;
3329                                  loop = loop->outer)
3330                               loop->exit_count--;
3331
3332                             /* If we didn't find it, then something is
3333                                wrong.  */
3334                             if (! r)
3335                               abort ();
3336                           }
3337
3338                         /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
3339                            in loop->exit_labels, and marked as such.
3340                            The easiest way to do this is to just call
3341                            mark_loop_jump again for P.  */
3342                         mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop);
3343
3344                         /* If INSN now jumps to the insn after it,
3345                            delete INSN.  */
3346                         if (JUMP_LABEL (insn) != 0
3347                             && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
3348                                 == next_real_insn (insn)))
3349                           delete_related_insns (insn);
3350                       }
3351
3352                     /* Continue the loop after where the conditional
3353                        branch used to jump, since the only branch insn
3354                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
3355                        branch and hence needs no processing.  */
3356                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
3357
3358                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
3359                       delete_related_insns (cond_label);
3360
3361                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
3362                     insn = PREV_INSN (insn);
3363                   }
3364               }
3365           }
3366       }
3367 }
3368
3369 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
3370    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
3371
3372    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
3373
3374 static void
3375 mark_loop_jump (rtx x, struct loop *loop)
3376 {
3377   struct loop *dest_loop;
3378   struct loop *outer_loop;
3379   int i;
3380
3381   switch (GET_CODE (x))
3382     {
3383     case PC:
3384     case USE:
3385     case CLOBBER:
3386     case REG:
3387     case MEM:
3388     case CONST_INT:
3389     case CONST_DOUBLE:
3390     case RETURN:
3391       return;
3392
3393     case CONST:
3394       /* There could be a label reference in here.  */
3395       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3396       return;
3397
3398     case PLUS:
3399     case MINUS:
3400     case MULT:
3401       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3402       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3403       return;
3404
3405     case LO_SUM:
3406       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3407       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3408       return;
3409
3410     case SIGN_EXTEND:
3411     case ZERO_EXTEND:
3412       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3413       return;
3414
3415     case LABEL_REF:
3416       dest_loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3417
3418       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3419          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3420          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3421          false.  */
3422
3423       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3424          since this does not count as a loop exit.  */
3425       if (dest_loop)
3426         {
3427           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3428                outer_loop = outer_loop->outer)
3429             if (outer_loop == loop)
3430               break;
3431         }
3432       else
3433         outer_loop = NULL;
3434
3435       if (loop && ! outer_loop)
3436         {
3437           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3438           LABEL_NEXTREF (x) = loop->exit_labels;
3439           loop->exit_labels = x;
3440
3441           for (outer_loop = loop;
3442                outer_loop && outer_loop != dest_loop;
3443                outer_loop = outer_loop->outer)
3444             outer_loop->exit_count++;
3445         }
3446
3447       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3448          by it, it invalidates at least one loop.  */
3449
3450       if (! dest_loop)
3451         return;
3452
3453       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3454          label, except those that also contain the jump insn.  */
3455
3456       for (; dest_loop; dest_loop = dest_loop->outer)
3457         {
3458           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3459           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3460             if (dest_loop == outer_loop)
3461               return;
3462
3463           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3464           if (loop_dump_stream && ! dest_loop->invalid)
3465             fprintf (loop_dump_stream,
3466                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3467                      INSN_UID (dest_loop->start));
3468
3469           dest_loop->invalid = 1;
3470         }
3471       return;
3472
3473     case SET:
3474       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3475       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3476         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop);
3477       return;
3478
3479     case IF_THEN_ELSE:
3480       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3481       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop);
3482       return;
3483
3484     case PARALLEL:
3485     case ADDR_VEC:
3486       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3487         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop);
3488       return;
3489
3490     case ADDR_DIFF_VEC:
3491       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3492         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop);
3493       return;
3494
3495     default:
3496       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3497          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3498          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3499          loop and any containing loops as invalid.  */
3500       if (loop)
3501         {
3502           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3503             {
3504               if (loop_dump_stream && ! outer_loop->invalid)
3505                 fprintf (loop_dump_stream,
3506                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3507                          INSN_UID (outer_loop->start));
3508               outer_loop->invalid = 1;
3509             }
3510         }
3511       return;
3512     }
3513 }
3514 \f
3515 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3516    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3517    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3518    been previously created by loop.c).  */
3519
3520 static int
3521 labels_in_range_p (rtx insn, int end)
3522 {
3523   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3524     {
3525       if (LABEL_P (insn))
3526         return 1;
3527       insn = NEXT_INSN (insn);
3528     }
3529
3530   return 0;
3531 }
3532
3533 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3534
3535 static void
3536 note_addr_stored (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED,
3537                   void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
3538 {
3539   struct loop_info *loop_info = data;
3540
3541   if (x == 0 || !MEM_P (x))
3542     return;
3543
3544   /* Count number of memory writes.
3545      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3546   loop_info->num_mem_sets++;
3547
3548   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3549   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3550     {
3551       if (MEM_READONLY_P (x))
3552         loop_info->unknown_constant_address_altered = 1;
3553       else
3554         loop_info->unknown_address_altered = 1;
3555
3556       return;
3557     }
3558
3559   loop_info->store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x,
3560                                              loop_info->store_mems);
3561 }
3562
3563 /* X is a value modified by an INSN that references a biv inside a loop
3564    exit test (i.e., X is somehow related to the value of the biv).  If X
3565    is a pseudo that is used more than once, then the biv is (effectively)
3566    used more than once.  DATA is a pointer to a loop_regs structure.  */
3567
3568 static void
3569 note_set_pseudo_multiple_uses (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3570 {
3571   struct loop_regs *regs = (struct loop_regs *) data;
3572
3573   if (x == 0)
3574     return;
3575
3576   while (GET_CODE (x) == STRICT_LOW_PART
3577          || GET_CODE (x) == SIGN_EXTRACT
3578          || GET_CODE (x) == ZERO_EXTRACT
3579          || GET_CODE (x) == SUBREG)
3580     x = XEXP (x, 0);
3581
3582   if (!REG_P (x) || REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3583     return;
3584
3585   /* If we do not have usage information, or if we know the register
3586      is used more than once, note that fact for check_dbra_loop.  */
3587   if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop
3588       || ! regs->array[REGNO (x)].single_usage
3589       || regs->array[REGNO (x)].single_usage == const0_rtx)
3590     regs->multiple_uses = 1;
3591 }
3592 \f
3593 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3594
3595    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3596
3597    A memory ref is invariant if it is not volatile and does not conflict
3598    with anything stored in `loop_info->store_mems'.  */
3599
3600 static int
3601 loop_invariant_p (const struct loop *loop, rtx x)
3602 {
3603   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3604   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3605   int i;
3606   enum rtx_code code;
3607   const char *fmt;
3608   int conditional = 0;
3609   rtx mem_list_entry;
3610
3611   if (x == 0)
3612     return 1;
3613   code = GET_CODE (x);
3614   switch (code)
3615     {
3616     case CONST_INT:
3617     case CONST_DOUBLE:
3618     case SYMBOL_REF:
3619     case CONST:
3620       return 1;
3621
3622     case LABEL_REF:
3623       return 1;
3624
3625     case PC:
3626     case CC0:
3627     case UNSPEC_VOLATILE:
3628       return 0;
3629
3630     case REG:
3631       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3632            || x == arg_pointer_rtx || x == pic_offset_table_rtx)
3633           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3634         return 1;
3635
3636       if (LOOP_INFO (loop)->has_call
3637           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3638         return 0;
3639
3640       /* Out-of-range regs can occur when we are called from unrolling.
3641          These registers created by the unroller are set in the loop,
3642          hence are never invariant.
3643          Other out-of-range regs can be generated by load_mems; those that
3644          are written to in the loop are not invariant, while those that are
3645          not written to are invariant.  It would be easy for load_mems
3646          to set n_times_set correctly for these registers, however, there
3647          is no easy way to distinguish them from registers created by the
3648          unroller.  */
3649
3650       if (REGNO (x) >= (unsigned) regs->num)
3651         return 0;
3652
3653       if (regs->array[REGNO (x)].set_in_loop < 0)
3654         return 2;
3655
3656       return regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == 0;
3657
3658     case MEM:
3659       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3660          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3661          will be rejected also.  */
3662       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3663         return 0;
3664
3665       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3666       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
3667       while (mem_list_entry)
3668         {
3669           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3670                                x, rtx_varies_p))
3671             return 0;
3672
3673           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3674         }
3675
3676       /* It's not invalidated by a store in memory
3677          but we must still verify the address is invariant.  */
3678       break;
3679
3680     case ASM_OPERANDS:
3681       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3682       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3683         return 0;
3684       break;
3685
3686     default:
3687       break;
3688     }
3689
3690   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3691   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3692     {
3693       if (fmt[i] == 'e')
3694         {
3695           int tem = loop_invariant_p (loop, XEXP (x, i));
3696           if (tem == 0)
3697             return 0;
3698           if (tem == 2)
3699             conditional = 1;
3700         }
3701       else if (fmt[i] == 'E')
3702         {
3703           int j;
3704           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3705             {
3706               int tem = loop_invariant_p (loop, XVECEXP (x, i, j));
3707               if (tem == 0)
3708                 return 0;
3709               if (tem == 2)
3710                 conditional = 1;
3711             }
3712
3713         }
3714     }
3715
3716   return 1 + conditional;
3717 }
3718 \f
3719 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3720    are INSN and the immediately following insns,
3721    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3722    (not counting uses of REG in them).
3723
3724    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3725
3726    We assume that INSN itself is the first set of REG
3727    and that its source is invariant.  */
3728
3729 static int
3730 consec_sets_invariant_p (const struct loop *loop, rtx reg, int n_sets,
3731                          rtx insn)
3732 {
3733   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3734   rtx p = insn;
3735   unsigned int regno = REGNO (reg);
3736   rtx temp;
3737   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3738   int count = n_sets - 1;
3739   int old = regs->array[regno].set_in_loop;
3740   int value = 0;
3741   int this;
3742
3743   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3744   if (n_sets == 127)
3745     return 0;
3746
3747   regs->array[regno].set_in_loop = 0;
3748
3749   while (count > 0)
3750     {
3751       enum rtx_code code;
3752       rtx set;
3753
3754       p = NEXT_INSN (p);
3755       code = GET_CODE (p);
3756
3757       /* If library call, skip to end of it.  */
3758       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3759         p = XEXP (temp, 0);
3760
3761       this = 0;
3762       if (code == INSN
3763           && (set = single_set (p))
3764           && REG_P (SET_DEST (set))
3765           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3766         {
3767           this = loop_invariant_p (loop, SET_SRC (set));
3768           if (this != 0)
3769             value |= this;
3770           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3771             {
3772               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3773                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3774                  notes are OK.  */
3775               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3776                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3777                           && loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0))));
3778               if (this != 0)
3779                 value |= this;
3780             }
3781         }
3782       if (this != 0)
3783         count--;
3784       else if (code != NOTE)
3785         {
3786           regs->array[regno].set_in_loop = old;
3787           return 0;
3788         }
3789     }
3790
3791   regs->array[regno].set_in_loop = old;
3792   /* If loop_invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3793   return 1 + (value & 2);
3794 }
3795 \f
3796 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3797    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3798    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3799
3800 static void
3801 find_single_use_in_loop (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x)
3802 {
3803   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3804   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3805   int i, j;
3806
3807   if (code == REG)
3808     regs->array[REGNO (x)].single_usage
3809       = (regs->array[REGNO (x)].single_usage != 0
3810          && regs->array[REGNO (x)].single_usage != insn)
3811         ? const0_rtx : insn;
3812
3813   else if (code == SET)
3814     {
3815       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3816          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3817          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3818          for it.  */
3819       if (!REG_P (SET_DEST (x)))
3820         find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_DEST (x));
3821       find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_SRC (x));
3822     }
3823   else
3824     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3825       {
3826         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3827           find_single_use_in_loop (regs, insn, XEXP (x, i));
3828         else if (fmt[i] == 'E')
3829           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3830             find_single_use_in_loop (regs, insn, XVECEXP (x, i, j));
3831       }
3832 }
3833 \f
3834 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3835    REGS->array[I].MAY_NOT_OPTIMIZE and LAST_SET for any register I set
3836    in X.  */
3837
3838 static void
3839 count_one_set (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x, rtx *last_set)
3840 {
3841   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && REG_P (XEXP (x, 0)))
3842     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3843        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3844     regs->array[REGNO (XEXP (x, 0))].may_not_optimize = 1;
3845
3846   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3847     {
3848       rtx dest = SET_DEST (x);
3849       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3850              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3851              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3852              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3853         dest = XEXP (dest, 0);
3854       if (REG_P (dest))
3855         {
3856           int i;
3857           int regno = REGNO (dest);
3858           for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, dest); i++)
3859             {
3860               /* If this is the first setting of this reg
3861                  in current basic block, and it was set before,
3862                  it must be set in two basic blocks, so it cannot
3863                  be moved out of the loop.  */
3864               if (regs->array[regno].set_in_loop > 0
3865                   && last_set[regno] == 0)
3866                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3867               /* If this is not first setting in current basic block,
3868                  see if reg was used in between previous one and this.
3869                  If so, neither one can be moved.  */
3870               if (last_set[regno] != 0
3871                   && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3872                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3873               if (regs->array[regno+i].set_in_loop < 127)
3874                 ++regs->array[regno+i].set_in_loop;
3875               last_set[regno+i] = insn;
3876             }
3877         }
3878     }
3879 }
3880 \f
3881 /* Given a loop that is bounded by LOOP->START and LOOP->END and that
3882    is entered at LOOP->SCAN_START, return 1 if the register set in SET
3883    contained in insn INSN is used by any insn that precedes INSN in
3884    cyclic order starting from the loop entry point.
3885
3886    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3887    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3888    from an inner loop past two loops.  */
3889
3890 static int
3891 loop_reg_used_before_p (const struct loop *loop, rtx set, rtx insn)
3892 {
3893   rtx reg = SET_DEST (set);
3894   rtx p;
3895
3896   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3897      are done.  Otherwise, if we hit LOOP->END, wrap around to LOOP->START.  */
3898   for (p = loop->scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3899     {
3900       if (INSN_P (p) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3901         return 1;
3902
3903       if (p == loop->end)
3904         p = loop->start;
3905     }
3906
3907   return 0;
3908 }
3909 \f
3910
3911 /* Information we collect about arrays that we might want to prefetch.  */
3912 struct prefetch_info
3913 {
3914   struct iv_class *class;       /* Class this prefetch is based on.  */
3915   struct induction *giv;        /* GIV this prefetch is based on.  */
3916   rtx base_address;             /* Start prefetching from this address plus
3917                                    index.  */
3918   HOST_WIDE_INT index;
3919   HOST_WIDE_INT stride;         /* Prefetch stride in bytes in each
3920                                    iteration.  */
3921   unsigned int bytes_accessed;  /* Sum of sizes of all accesses to this
3922                                    prefetch area in one iteration.  */
3923   unsigned int total_bytes;     /* Total bytes loop will access in this block.
3924                                    This is set only for loops with known
3925                                    iteration counts and is 0xffffffff
3926                                    otherwise.  */
3927   int prefetch_in_loop;         /* Number of prefetch insns in loop.  */
3928   int prefetch_before_loop;     /* Number of prefetch insns before loop.  */
3929   unsigned int write : 1;       /* 1 for read/write prefetches.  */
3930 };
3931
3932 /* Data used by check_store function.  */
3933 struct check_store_data
3934 {
3935   rtx mem_address;
3936   int mem_write;
3937 };
3938
3939 static void check_store (rtx, rtx, void *);
3940 static void emit_prefetch_instructions (struct loop *);
3941 static int rtx_equal_for_prefetch_p (rtx, rtx);
3942
3943 /* Set mem_write when mem_address is found.  Used as callback to
3944    note_stores.  */
3945 static void
3946 check_store (rtx x, rtx pat ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3947 {
3948   struct check_store_data *d = (struct check_store_data *) data;
3949
3950   if ((MEM_P (x)) && rtx_equal_p (d->mem_address, XEXP (x, 0)))
3951     d->mem_write = 1;
3952 }
3953 \f
3954 /* Like rtx_equal_p, but attempts to swap commutative operands.  This is
3955    important to get some addresses combined.  Later more sophisticated
3956    transformations can be added when necessary.
3957
3958    ??? Same trick with swapping operand is done at several other places.
3959    It can be nice to develop some common way to handle this.  */
3960
3961 static int
3962 rtx_equal_for_prefetch_p (rtx x, rtx y)
3963 {
3964   int i;
3965   int j;
3966   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3967   const char *fmt;
3968
3969   if (x == y)
3970     return 1;
3971   if (code != GET_CODE (y))
3972     return 0;
3973
3974   if (COMMUTATIVE_ARITH_P (x))
3975     {
3976       return ((rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
3977                && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
3978               || (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
3979                   && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
3980     }
3981
3982   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements fails to
3983      match, return 0 for the whole thing.  */
3984
3985   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3986   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3987     {
3988       switch (fmt[i])
3989         {
3990         case 'w':
3991           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
3992             return 0;
3993           break;
3994
3995         case 'i':
3996           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
3997             return 0;
3998           break;
3999
4000         case 'E':
4001           /* Two vectors must have the same length.  */
4002           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
4003             return 0;
4004
4005           /* And the corresponding elements must match.  */
4006           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4007             if (rtx_equal_for_prefetch_p (XVECEXP (x, i, j),
4008                                           XVECEXP (y, i, j)) == 0)
4009               return 0;
4010           break;
4011
4012         case 'e':
4013           if (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)) == 0)
4014             return 0;
4015           break;
4016
4017         case 's':
4018           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
4019             return 0;
4020           break;
4021
4022         case 'u':
4023           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
4024           break;
4025
4026         case '0':
4027           break;
4028
4029           /* It is believed that rtx's at this level will never
4030              contain anything but integers and other rtx's,
4031              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
4032         default:
4033           abort ();
4034         }
4035     }
4036   return 1;
4037 }
4038 \f
4039 /* Remove constant addition value from the expression X (when present)
4040    and return it.  */
4041
4042 static HOST_WIDE_INT
4043 remove_constant_addition (rtx *x)
4044 {
4045   HOST_WIDE_INT addval = 0;
4046   rtx exp = *x;
4047
4048   /* Avoid clobbering a shared CONST expression.  */
4049   if (GET_CODE (exp) == CONST)
4050     {
4051       if (GET_CODE (XEXP (exp, 0)) == PLUS
4052           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 0)) == SYMBOL_REF
4053           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 1)) == CONST_INT)
4054         {
4055           *x = XEXP (XEXP (exp, 0), 0);
4056           return INTVAL (XEXP (XEXP (exp, 0), 1));
4057         }
4058       return 0;
4059     }
4060
4061   if (GET_CODE (exp) == CONST_INT)
4062     {
4063       addval = INTVAL (exp);
4064       *x = const0_rtx;
4065     }
4066
4067   /* For plus expression recurse on ourself.  */
4068   else if (GET_CODE (exp) == PLUS)
4069     {
4070       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 0));
4071       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 1));
4072
4073       /* In case our parameter was constant, remove extra zero from the
4074          expression.  */
4075       if (XEXP (exp, 0) == const0_rtx)
4076         *x = XEXP (exp, 1);
4077       else if (XEXP (exp, 1) == const0_rtx)
4078         *x = XEXP (exp, 0);
4079     }
4080
4081   return addval;
4082 }
4083
4084 /* Attempt to identify accesses to arrays that are most likely to cause cache
4085    misses, and emit prefetch instructions a few prefetch blocks forward.
4086
4087    To detect the arrays we use the GIV information that was collected by the
4088    strength reduction pass.
4089
4090    The prefetch instructions are generated after the GIV information is done
4091    and before the strength reduction process. The new GIVs are injected into
4092    the strength reduction tables, so the prefetch addresses are optimized as
4093    well.
4094
4095    GIVs are split into base address, stride, and constant addition values.
4096    GIVs with the same address, stride and close addition values are combined
4097    into a single prefetch.  Also writes to GIVs are detected, so that prefetch
4098    for write instructions can be used for the block we write to, on machines
4099    that support write prefetches.
4100
4101    Several heuristics are used to determine when to prefetch.  They are
4102    controlled by defined symbols that can be overridden for each target.  */
4103
4104 static void
4105 emit_prefetch_instructions (struct loop *loop)
4106 {
4107   int num_prefetches = 0;
4108   int num_real_prefetches = 0;
4109   int num_real_write_prefetches = 0;
4110   int num_prefetches_before = 0;
4111   int num_write_prefetches_before = 0;
4112   int ahead = 0;
4113   int i;
4114   struct iv_class *bl;
4115   struct induction *iv;
4116   struct prefetch_info info[MAX_PREFETCHES];
4117   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4118
4119   if (!HAVE_prefetch)
4120     return;
4121
4122   /* Consider only loops w/o calls.  When a call is done, the loop is probably
4123      slow enough to read the memory.  */
4124   if (PREFETCH_NO_CALL && LOOP_INFO (loop)->has_call)
4125     {
4126       if (loop_dump_stream)
4127         fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: ignoring loop: has call.\n");
4128
4129       return;
4130     }
4131
4132   /* Don't prefetch in loops known to have few iterations.  */
4133   if (PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT
4134       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4135       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations <= PREFETCH_LOW_LOOPCNT)
4136     {
4137       if (loop_dump_stream)
4138         fprintf (loop_dump_stream,
4139                  "Prefetch: ignoring loop: not enough iterations.\n");
4140       return;
4141     }
4142
4143   /* Search all induction variables and pick those interesting for the prefetch
4144      machinery.  */
4145   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4146     {
4147       struct induction *biv = bl->biv, *biv1;
4148       int basestride = 0;
4149
4150       biv1 = biv;
4151
4152       /* Expect all BIVs to be executed in each iteration.  This makes our
4153          analysis more conservative.  */
4154       while (biv1)
4155         {
4156           /* Discard non-constant additions that we can't handle well yet, and
4157              BIVs that are executed multiple times; such BIVs ought to be
4158              handled in the nested loop.  We accept not_every_iteration BIVs,
4159              since these only result in larger strides and make our
4160              heuristics more conservative.  */
4161           if (GET_CODE (biv->add_val) != CONST_INT)
4162             {
4163               if (loop_dump_stream)
4164                 {
4165                   fprintf (loop_dump_stream,
4166                     "Prefetch: ignoring biv %d: non-constant addition at insn %d:",
4167                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4168                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4169                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4170                 }
4171               break;
4172             }
4173
4174           if (biv->maybe_multiple)
4175             {
4176               if (loop_dump_stream)
4177                 {
4178                   fprintf (loop_dump_stream,
4179                            "Prefetch: ignoring biv %d: maybe_multiple at insn %i:",
4180                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4181                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4182                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4183                 }
4184               break;
4185             }
4186
4187           basestride += INTVAL (biv1->add_val);
4188           biv1 = biv1->next_iv;
4189         }
4190
4191       if (biv1 || !basestride)
4192         continue;
4193
4194       for (iv = bl->giv; iv; iv = iv->next_iv)
4195         {
4196           rtx address;
4197           rtx temp;
4198           HOST_WIDE_INT index = 0;
4199           int add = 1;
4200           HOST_WIDE_INT stride = 0;
4201           int stride_sign = 1;
4202           struct check_store_data d;
4203           const char *ignore_reason = NULL;
4204           int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (iv));
4205
4206           /* See whether an induction variable is interesting to us and if
4207              not, report the reason.  */
4208           if (iv->giv_type != DEST_ADDR)
4209             ignore_reason = "giv is not a destination address";
4210
4211           /* We are interested only in constant stride memory references
4212              in order to be able to compute density easily.  */
4213           else if (GET_CODE (iv->mult_val) != CONST_INT)
4214             ignore_reason = "stride is not constant";
4215
4216           else
4217             {
4218               stride = INTVAL (iv->mult_val) * basestride;
4219               if (stride < 0)
4220                 {
4221                   stride = -stride;
4222                   stride_sign = -1;
4223                 }
4224
4225               /* On some targets, reversed order prefetches are not
4226                  worthwhile.  */
4227               if (PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER && stride_sign < 0)
4228                 ignore_reason = "reversed order stride";
4229
4230               /* Prefetch of accesses with an extreme stride might not be
4231                  worthwhile, either.  */
4232               else if (PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE
4233                        && stride > PREFETCH_EXTREME_STRIDE)
4234                 ignore_reason = "extreme stride";
4235
4236               /* Ignore GIVs with varying add values; we can't predict the
4237                  value for the next iteration.  */
4238               else if (!loop_invariant_p (loop, iv->add_val))
4239                 ignore_reason = "giv has varying add value";
4240
4241               /* Ignore GIVs in the nested loops; they ought to have been
4242                  handled already.  */
4243               else if (iv->maybe_multiple)
4244                 ignore_reason = "giv is in nested loop";
4245             }
4246
4247           if (ignore_reason != NULL)
4248             {
4249               if (loop_dump_stream)
4250                 fprintf (loop_dump_stream,
4251                          "Prefetch: ignoring giv at %d: %s.\n",
4252                          INSN_UID (iv->insn), ignore_reason);
4253               continue;
4254             }
4255
4256           /* Determine the pointer to the basic array we are examining.  It is
4257              the sum of the BIV's initial value and the GIV's add_val.  */
4258           address = copy_rtx (iv->add_val);
4259           temp = copy_rtx (bl->initial_value);
4260
4261           address = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode, temp, address);
4262           index = remove_constant_addition (&address);
4263
4264           d.mem_write = 0;
4265           d.mem_address = *iv->location;
4266
4267           /* When the GIV is not always executed, we might be better off by
4268              not dirtying the cache pages.  */
4269           if (PREFETCH_CONDITIONAL || iv->always_executed)
4270             note_stores (PATTERN (iv->insn), check_store, &d);
4271           else
4272             {
4273               if (loop_dump_stream)
4274                 fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: Ignoring giv at %d: %s\n",
4275                          INSN_UID (iv->insn), "in conditional code.");
4276               continue;
4277             }
4278
4279           /* Attempt to find another prefetch to the same array and see if we
4280              can merge this one.  */
4281           for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4282             if (rtx_equal_for_prefetch_p (address, info[i].base_address)
4283                 && stride == info[i].stride)
4284               {
4285                 /* In case both access same array (same location
4286                    just with small difference in constant indexes), merge
4287                    the prefetches.  Just do the later and the earlier will
4288                    get prefetched from previous iteration.
4289                    The artificial threshold should not be too small,
4290                    but also not bigger than small portion of memory usually
4291                    traversed by single loop.  */
4292                 if (index >= info[i].index
4293                     && index - info[i].index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4294                   {
4295                     info[i].write |= d.mem_write;
4296                     info[i].bytes_accessed += size;
4297                     info[i].index = index;
4298                     info[i].giv = iv;
4299                     info[i].class = bl;
4300                     info[num_prefetches].base_address = address;
4301                     add = 0;
4302                     break;
4303                   }
4304
4305                 if (index < info[i].index
4306                     && info[i].index - index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4307                   {
4308                     info[i].write |= d.mem_write;
4309                     info[i].bytes_accessed += size;
4310                     add = 0;
4311                     break;
4312                   }
4313               }
4314
4315           /* Merging failed.  */
4316           if (add)
4317             {
4318               info[num_prefetches].giv = iv;
4319               info[num_prefetches].class = bl;
4320               info[num_prefetches].index = index;
4321               info[num_prefetches].stride = stride;
4322               info[num_prefetches].base_address = address;
4323               info[num_prefetches].write = d.mem_write;
4324               info[num_prefetches].bytes_accessed = size;
4325               num_prefetches++;
4326               if (num_prefetches >= MAX_PREFETCHES)
4327                 {
4328                   if (loop_dump_stream)
4329                     fprintf (loop_dump_stream,
4330                              "Maximal number of prefetches exceeded.\n");
4331                   return;
4332                 }
4333             }
4334         }
4335     }
4336
4337   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4338     {
4339       int density;
4340
4341       /* Attempt to calculate the total number of bytes fetched by all
4342          iterations of the loop.  Avoid overflow.  */
4343       if (LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4344           && ((unsigned HOST_WIDE_INT) (0xffffffff / info[i].stride)
4345               >= LOOP_INFO (loop)->n_iterations))
4346         info[i].total_bytes = info[i].stride * LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
4347       else
4348         info[i].total_bytes = 0xffffffff;
4349
4350       density = info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride;
4351
4352       /* Prefetch might be worthwhile only when the loads/stores are dense.  */
4353       if (PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM)
4354         if (density * 256 > PREFETCH_DENSE_MEM * 100
4355             && (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4356                 >= PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MIN))
4357           {
4358             info[i].prefetch_before_loop = 1;
4359             info[i].prefetch_in_loop
4360               = (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4361                  > PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX);
4362           }
4363         else
4364           {
4365             info[i].prefetch_in_loop = 0, info[i].prefetch_before_loop = 0;
4366             if (loop_dump_stream)
4367               fprintf (loop_dump_stream,
4368                   "Prefetch: ignoring giv at %d: %d%% density is too low.\n",
4369                        INSN_UID (info[i].giv->insn), density);
4370           }
4371       else
4372         info[i].prefetch_in_loop = 1, info[i].prefetch_before_loop = 1;
4373
4374       /* Find how many prefetch instructions we'll use within the loop.  */
4375       if (info[i].prefetch_in_loop != 0)
4376         {
4377           info[i].prefetch_in_loop = ((info[i].stride + PREFETCH_BLOCK - 1)
4378                                   / PREFETCH_BLOCK);
4379           num_real_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4380           if (info[i].write)
4381             num_real_write_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4382         }
4383     }
4384
4385   /* Determine how many iterations ahead to prefetch within the loop, based
4386      on how many prefetches we currently expect to do within the loop.  */
4387   if (num_real_prefetches != 0)
4388     {
4389       if ((ahead = SIMULTANEOUS_PREFETCHES / num_real_prefetches) == 0)
4390         {
4391           if (loop_dump_stream)
4392             fprintf (loop_dump_stream,
4393                      "Prefetch: ignoring prefetches within loop: ahead is zero; %d < %d\n",
4394                      SIMULTANEOUS_PREFETCHES, num_real_prefetches);
4395           num_real_prefetches = 0, num_real_write_prefetches = 0;
4396         }
4397     }
4398   /* We'll also use AHEAD to determine how many prefetch instructions to
4399      emit before a loop, so don't leave it zero.  */
4400   if (ahead == 0)
4401     ahead = PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX;
4402
4403   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4404     {
4405       /* Update if we've decided not to prefetch anything within the loop.  */
4406       if (num_real_prefetches == 0)
4407         info[i].prefetch_in_loop = 0;
4408
4409       /* Find how many prefetch instructions we'll use before the loop.  */
4410       if (info[i].prefetch_before_loop != 0)
4411         {
4412           int n = info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK;
4413           if (n > ahead)
4414             n = ahead;
4415           info[i].prefetch_before_loop = n;
4416           num_prefetches_before += n;
4417           if (info[i].write)
4418             num_write_prefetches_before += n;
4419         }
4420
4421       if (loop_dump_stream)
4422         {
4423           if (info[i].prefetch_in_loop == 0
4424               && info[i].prefetch_before_loop == 0)
4425             continue;
4426           fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch insn: %d",
4427                    INSN_UID (info[i].giv->insn));
4428           fprintf (loop_dump_stream,
4429                    "; in loop: %d; before: %d; %s\n",
4430                    info[i].prefetch_in_loop,
4431                    info[i].prefetch_before_loop,
4432                    info[i].write ? "read/write" : "read only");
4433           fprintf (loop_dump_stream,
4434                    " density: %d%%; bytes_accessed: %u; total_bytes: %u\n",
4435                    (int) (info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride),
4436                    info[i].bytes_accessed, info[i].total_bytes);
4437           fprintf (loop_dump_stream, " index: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
4438                    "; stride: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "; address: ",
4439                    info[i].index, info[i].stride);
4440           print_rtl (loop_dump_stream, info[i].base_address);
4441           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4442         }
4443     }
4444
4445   if (num_real_prefetches + num_prefetches_before > 0)
4446     {
4447       /* Record that this loop uses prefetch instructions.  */
4448       LOOP_INFO (loop)->has_prefetch = 1;
4449
4450       if (loop_dump_stream)
4451         {
4452           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed within loop: %d (write: %d)\n",
4453                    num_real_prefetches, num_real_write_prefetches);
4454           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed before loop: %d (write: %d)\n",
4455                    num_prefetches_before, num_write_prefetches_before);
4456         }
4457     }
4458
4459   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4460     {
4461       int y;
4462
4463       for (y = 0; y < info[i].prefetch_in_loop; y++)
4464         {
4465           rtx loc = copy_rtx (*info[i].giv->location);
4466           rtx insn;
4467           int bytes_ahead = PREFETCH_BLOCK * (ahead + y);
4468           rtx before_insn = info[i].giv->insn;
4469           rtx prev_insn = PREV_INSN (info[i].giv->insn);
4470           rtx seq;
4471
4472           /* We can save some effort by offsetting the address on
4473              architectures with offsettable memory references.  */
4474           if (offsettable_address_p (0, VOIDmode, loc))
4475             loc = plus_constant (loc, bytes_ahead);
4476           else
4477             {
4478               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4479               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, loc, const1_rtx,
4480                                             GEN_INT (bytes_ahead), reg,
4481                                             0, before_insn);
4482               loc = reg;
4483             }
4484
4485           start_sequence ();
4486           /* Make sure the address operand is valid for prefetch.  */
4487           if (! (*insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].predicate)
4488                   (loc, insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].mode))
4489             loc = force_reg (Pmode, loc);
4490           emit_insn (gen_prefetch (loc, GEN_INT (info[i].write),
4491                                    GEN_INT (3)));
4492           seq = get_insns ();
4493           end_sequence ();
4494           emit_insn_before (seq, before_insn);
4495
4496           /* Check all insns emitted and record the new GIV
4497              information.  */
4498           insn = NEXT_INSN (prev_insn);
4499           while (insn != before_insn)
4500             {
4501               insn = check_insn_for_givs (loop, insn,
4502                                           info[i].giv->always_executed,
4503                                           info[i].giv->maybe_multiple);
4504               insn = NEXT_INSN (insn);
4505             }
4506         }
4507
4508       if (PREFETCH_BEFORE_LOOP)
4509         {
4510           /* Emit insns before the loop to fetch the first cache lines or,
4511              if we're not prefetching within the loop, everything we expect
4512              to need.  */
4513           for (y = 0; y < info[i].prefetch_before_loop; y++)
4514             {
4515               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4516               rtx loop_start = loop->start;
4517               rtx init_val = info[i].class->initial_value;
4518               rtx add_val = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode,
4519                                                  info[i].giv->add_val,
4520                                                  GEN_INT (y * PREFETCH_BLOCK));
4521
4522               /* Functions called by LOOP_IV_ADD_EMIT_BEFORE expect a
4523                  non-constant INIT_VAL to have the same mode as REG, which
4524                  in this case we know to be Pmode.  */
4525               if (GET_MODE (init_val) != Pmode && !CONSTANT_P (init_val))
4526                 {
4527                   rtx seq;
4528
4529                   start_sequence ();
4530                   init_val = convert_to_mode (Pmode, init_val, 0);
4531                   seq = get_insns ();
4532                   end_sequence ();
4533                   loop_insn_emit_before (loop, 0, loop_start, seq);
4534                 }
4535               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, init_val,
4536                                             info[i].giv->mult_val,
4537                                             add_val, reg, 0, loop_start);
4538               emit_insn_before (gen_prefetch (reg, GEN_INT (info[i].write),
4539                                               GEN_INT (3)),
4540                                 loop_start);
4541             }
4542         }
4543     }
4544
4545   return;
4546 }
4547 \f
4548 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
4549
4550 static rtx note_insn;
4551
4552 /* Dummy register to have nonzero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
4553
4554 static rtx addr_placeholder;
4555
4556 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
4557    for the strength reduction code.  */
4558
4559 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
4560    bivs, may cause problems.  */
4561
4562 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
4563    performance problems.
4564
4565    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
4566    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
4567    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
4568    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
4569    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
4570    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
4571
4572 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
4573    positive.  */
4574
4575 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
4576    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
4577    e.g. the VAX acb insn.  */
4578
4579 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
4580    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
4581    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
4582 \f
4583 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
4584    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
4585    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
4586
4587 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
4588    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
4589    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
4590
4591 static int
4592 back_branch_in_range_p (const struct loop *loop, rtx insn)
4593 {
4594   rtx p, q, target_insn;
4595   rtx loop_start = loop->start;
4596   rtx loop_end = loop->end;
4597   rtx orig_loop_end = loop->end;
4598
4599   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
4600   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
4601   if (BARRIER_P (loop_end))
4602     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
4603
4604   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
4605      deleted insn following it.  */
4606   while (INSN_DELETED_P (insn))
4607     insn = NEXT_INSN (insn);
4608
4609   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
4610      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
4611      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
4612   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
4613     return 0;
4614
4615   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
4616     {
4617       if (JUMP_P (p))
4618         {
4619           target_insn = JUMP_LABEL (p);
4620
4621           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
4622              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
4623              since insn may not have an LUID entry.  */
4624           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
4625             if (q == target_insn)
4626               return 1;
4627         }
4628     }
4629
4630   return 0;
4631 }
4632
4633 /* Scan the loop body and call FNCALL for each insn.  In the addition to the
4634    LOOP and INSN parameters pass MAYBE_MULTIPLE and NOT_EVERY_ITERATION to the
4635    callback.
4636
4637    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if current insn is not known to be executed at
4638    least once for every loop iteration except for the last one.
4639
4640    MAYBE_MULTIPLE is 1 if current insn may be executed more than once for every
4641    loop iteration.
4642  */
4643 typedef rtx (*loop_insn_callback) (struct loop *, rtx, int, int);
4644 static void
4645 for_each_insn_in_loop (struct loop *loop, loop_insn_callback fncall)
4646 {
4647   int not_every_iteration = 0;
4648   int maybe_multiple = 0;
4649   int past_loop_latch = 0;
4650   rtx p;
4651
4652   /* If loop_scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
4653      subversive use of gotos inside expression statements.  */
4654   if (prev_nonnote_insn (loop->scan_start) != prev_nonnote_insn (loop->start))
4655     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (loop, loop->scan_start);
4656
4657   /* Scan through loop and update NOT_EVERY_ITERATION and MAYBE_MULTIPLE.  */
4658   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
4659        p != NULL_RTX;
4660        p = next_insn_in_loop (loop, p))
4661     {
4662       p = fncall (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple);
4663
4664       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
4665          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
4666          jump insn between here and the end of the loop either
4667          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
4668          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
4669
4670       if (LABEL_P (p))
4671         {
4672           rtx insn = p;
4673
4674           maybe_multiple = 0;
4675
4676           while (1)
4677             {
4678               insn = NEXT_INSN (insn);
4679               if (insn == loop->scan_start)
4680                 break;
4681               if (insn == loop->end)
4682                 {
4683                   if (loop->top != 0)
4684                     insn = loop->top;
4685                   else
4686                     break;
4687                   if (insn == loop->scan_start)
4688                     break;
4689                 }
4690
4691               if (JUMP_P (insn)
4692                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
4693                   && (!any_condjump_p (insn)
4694                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
4695                           && JUMP_LABEL (insn) != loop->scan_start
4696                           && !loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
4697                 {
4698                   maybe_multiple = 1;
4699                   break;
4700                 }
4701             }
4702         }
4703
4704       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4705          on whether they will be executed during each iteration.  */
4706       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4707          code in scan_loop.  */
4708       if (JUMP_P (p)
4709       /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4710          beginning, don't set not_every_iteration for that.
4711          This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4712          will be executed if the loop is executed.  */
4713           && !(JUMP_LABEL (p) == loop->top
4714                && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
4715                     && any_uncondjump_p (p))
4716                    || (NEXT_INSN (p) == loop->end && any_condjump_p (p)))))
4717         {
4718           rtx label = 0;
4719
4720           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4721              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4722              loop->exits_labels list.  */
4723
4724           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
4725             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4726               break;
4727
4728           if (!label)
4729             not_every_iteration = 1;
4730         }
4731
4732       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
4733          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
4734          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
4735          a new loop iteration.
4736
4737          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
4738          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
4739          which immediately follows LOOP_START.  */
4740       if (JUMP_P (p)
4741           && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop->start))
4742         past_loop_latch = 1;
4743
4744       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4745          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4746          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4747          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4748
4749          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4750          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
4751          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
4752          executed each iteration.  */
4753
4754       if (not_every_iteration
4755           && !past_loop_latch
4756           && LABEL_P (p)
4757           && no_labels_between_p (p, loop->end))
4758         not_every_iteration = 0;
4759     }
4760 }
4761 \f
4762 static void
4763 loop_bivs_find (struct loop *loop)
4764 {
4765   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
4766   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4767   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4768   struct iv_class *bl, **backbl;
4769
4770   ivs->list = 0;
4771
4772   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_bivs);
4773
4774   /* Scan ivs->list to remove all regs that proved not to be bivs.
4775      Make a sanity check against regs->n_times_set.  */
4776   for (backbl = &ivs->list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
4777     {
4778       if (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4779           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
4780           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
4781           || regs->array[bl->regno].n_times_set != bl->biv_count
4782           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
4783              move.  So leave it alone.  */
4784           || ! bl->incremented)
4785         {
4786           if (loop_dump_stream)
4787             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: discarded, %s\n",
4788                      bl->regno,
4789                      (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4790                       ? "not induction variable"
4791                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
4792                          : "count error")));
4793
4794           REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
4795           *backbl = bl->next;
4796         }
4797       else
4798         {
4799           backbl = &bl->next;
4800
4801           if (loop_dump_stream)
4802             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: verified\n", bl->regno);
4803         }
4804     }
4805 }
4806
4807
4808 /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
4809    extended basic block.  */
4810 static void
4811 loop_bivs_init_find (struct loop *loop)
4812 {
4813   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4814   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4815   struct iv_class *bl;
4816   int call_seen;
4817   rtx p;
4818
4819   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
4820      halting at first label.  Also record any test condition.  */
4821
4822   call_seen = 0;
4823   for (p = loop->start; p && !LABEL_P (p); p = PREV_INSN (p))
4824     {
4825       rtx test;
4826
4827       note_insn = p;
4828
4829       if (CALL_P (p))
4830         call_seen = 1;
4831
4832       if (INSN_P (p))
4833         note_stores (PATTERN (p), record_initial, ivs);
4834
4835       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
4836          between it and the start of loop.  We only care about tests with
4837          constants and registers and only certain of those.  */
4838       if (JUMP_P (p)
4839           && JUMP_LABEL (p) != 0
4840           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop->end)
4841           && (test = get_condition_for_loop (loop, p)) != 0
4842           && REG_P (XEXP (test, 0))
4843           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
4844           && (bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (XEXP (test, 0)))) != 0
4845           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop->start)
4846           && bl->init_insn == 0)
4847         {
4848           /* If an NE test, we have an initial value!  */
4849           if (GET_CODE (test) == NE)
4850             {
4851               bl->init_insn = p;
4852               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
4853                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
4854             }
4855           else
4856             bl->initial_test = test;
4857         }
4858     }
4859 }
4860
4861
4862 /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
4863    initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
4864    in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
4865 static void
4866 loop_bivs_check (struct loop *loop)
4867 {
4868   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4869   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4870   struct iv_class *bl;
4871   struct iv_class **backbl;
4872
4873   for (backbl = &ivs->list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
4874     {
4875       rtx src;
4876       rtx note;
4877
4878       if (! bl->init_insn)
4879         continue;
4880
4881       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
4882          is a constant, use the value of that.  */
4883       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
4884            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
4885           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
4886               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
4887         src = XEXP (note, 0);
4888       else
4889         src = SET_SRC (bl->init_set);
4890
4891       if (loop_dump_stream)
4892         fprintf (loop_dump_stream,
4893                  "Biv %d: initialized at insn %d: initial value ",
4894                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
4895
4896       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
4897            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4898           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn,
4899                                     LOOP_INFO (loop)->pre_header_has_call,
4900                                     loop->start))
4901         {
4902           bl->initial_value = src;
4903
4904           if (loop_dump_stream)
4905             {
4906               print_simple_rtl (loop_dump_stream, src);
4907               fputc ('\n', loop_dump_stream);
4908             }
4909         }
4910       /* If we can't make it a giv,
4911          let biv keep initial value of "itself".  */
4912       else if (loop_dump_stream)
4913         fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4914     }
4915 }
4916
4917
4918 /* Search the loop for general induction variables.  */
4919
4920 static void
4921 loop_givs_find (struct loop* loop)
4922 {
4923   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_givs);
4924 }
4925
4926
4927 /* For each giv for which we still don't know whether or not it is
4928    replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4929    can be calculated.  */
4930
4931 static void
4932 loop_givs_check (struct loop *loop)
4933 {
4934   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4935   struct iv_class *bl;
4936
4937   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4938     {
4939       struct induction *v;
4940
4941       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4942         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4943           check_final_value (loop, v);
4944     }
4945 }
4946
4947 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
4948    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
4949    value of giv's.  */
4950
4951 static rtx
4952 fold_rtx_mult_add (rtx mult1, rtx mult2, rtx add1, enum machine_mode mode)
4953 {
4954   rtx temp, mult_res;
4955   rtx result;
4956
4957   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
4958      check to make sure.  */
4959   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
4960       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
4961       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
4962     abort ();
4963
4964   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
4965      will be a constant.  */
4966   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
4967     {
4968       temp = mult2;
4969       mult2 = mult1;
4970       mult1 = temp;
4971     }
4972
4973   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
4974   if (! mult_res)
4975     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
4976
4977   /* Again, put the constant second.  */
4978   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
4979     {
4980       temp = add1;
4981       add1 = mult_res;
4982       mult_res = temp;
4983     }
4984
4985   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
4986   if (! result)
4987     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
4988
4989   return result;
4990 }
4991
4992 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
4993    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
4994
4995    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
4996    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
4997
4998 static rtx
4999 biv_total_increment (const struct iv_class *bl)
5000 {
5001   struct induction *v;
5002   rtx result;
5003
5004   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
5005      instruction must be executed only once each time through the loop.
5006      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
5007      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
5008      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
5009      an increment).  */
5010
5011   result = const0_rtx;
5012   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5013     {
5014       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
5015           && ! v->maybe_multiple
5016           && SCALAR_INT_MODE_P (v->mode))
5017         {
5018           /* If we have already counted it, skip it.  */
5019           if (v->same)
5020             continue;
5021
5022           result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
5023         }
5024       else
5025         return 0;
5026     }
5027
5028   return result;
5029 }
5030
5031 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
5032    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
5033    the register to some value, and appears before the first use of the register
5034    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
5035
5036 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
5037    it can search past if statements and other similar structures.  */
5038
5039 static int
5040 reg_dead_after_loop (const struct loop *loop, rtx reg)
5041 {
5042   rtx insn, label;
5043   int jump_count = 0;
5044   int label_count = 0;
5045
5046   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
5047      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
5048      have any way to identify those, so we just give up if there are any
5049      such inner loop exits.  */
5050
5051   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5052     label_count++;
5053
5054   if (label_count != loop->exit_count)
5055     return 0;
5056
5057   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
5058      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
5059      list to it.  */
5060   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
5061   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
5062
5063   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5064     {
5065       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
5066          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
5067          a conditional jump.  */
5068
5069       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
5070       while (insn)
5071         {
5072           if (INSN_P (insn))
5073             {
5074               rtx set, note;
5075
5076               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
5077                 return 0;
5078
5079               note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
5080               if (note && reg_overlap_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
5081                 return 0;
5082
5083               set = single_set (insn);
5084               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
5085                 break;
5086
5087               if (JUMP_P (insn))
5088                 {
5089                   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
5090                     break;
5091                   else if (!any_uncondjump_p (insn)
5092                            /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
5093                            || jump_count++ > 20)
5094                     return 0;
5095                   else
5096                     insn = JUMP_LABEL (insn);
5097                 }
5098             }
5099
5100           insn = NEXT_INSN (insn);
5101         }
5102     }
5103
5104   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
5105   return 1;
5106 }
5107
5108 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
5109    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
5110
5111 static rtx
5112 final_biv_value (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5113 {
5114   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
5115   rtx increment, tem;
5116
5117   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
5118
5119   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
5120     return 0;
5121
5122   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
5123      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
5124      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
5125      no other loop exits, so we can return any value.  */
5126   if (bl->reversed)
5127     {
5128       if (loop_dump_stream)
5129         fprintf (loop_dump_stream,
5130                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
5131
5132       return const0_rtx;
5133     }
5134
5135   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
5136      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
5137      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
5138      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
5139      value of the biv must be invariant.  */
5140
5141   if (n_iterations != 0
5142       && ! loop->exit_count
5143       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
5144     {
5145       increment = biv_total_increment (bl);
5146
5147       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
5148         {
5149           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
5150              end to calculate this value into a temporary register in
5151              case it is needed later.  */
5152
5153           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
5154           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
5155           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
5156                                  bl->initial_value, tem);
5157
5158           if (loop_dump_stream)
5159             fprintf (loop_dump_stream,
5160                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
5161
5162           return tem;
5163         }
5164     }
5165
5166   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
5167   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
5168     {
5169       if (loop_dump_stream)
5170         fprintf (loop_dump_stream,
5171                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
5172                  bl->regno);
5173
5174       return const0_rtx;
5175     }
5176
5177   return 0;
5178 }
5179
5180 /* Return nonzero if it is possible to eliminate the biv BL provided
5181    all givs are reduced.  This is possible if either the reg is not
5182    used outside the loop, or we can compute what its final value will
5183    be.  */
5184
5185 static int
5186 loop_biv_eliminable_p (struct loop *loop, struct iv_class *bl,
5187                        int threshold, int insn_count)
5188 {
5189   /* For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
5190      don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for this
5191      biv.  */
5192
5193 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
5194   if (bl->nonneg)
5195     {
5196       if (loop_dump_stream)
5197         fprintf (loop_dump_stream,
5198                  "Cannot eliminate nonneg biv %d.\n", bl->regno);
5199       return 0;
5200     }
5201 #endif
5202
5203   /* Check that biv is used outside loop or if it has a final value.
5204      Compare against bl->init_insn rather than loop->start.  We aren't
5205      concerned with any uses of the biv between init_insn and
5206      loop->start since these won't be affected by the value of the biv
5207      elsewhere in the function, so long as init_insn doesn't use the
5208      biv itself.  */
5209
5210   if ((REGNO_LAST_LUID (bl->regno) < INSN_LUID (loop->end)
5211        && bl->init_insn
5212        && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
5213        && REGNO_FIRST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (bl->init_insn)
5214        && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
5215       || (bl->final_value = final_biv_value (loop, bl)))
5216     return maybe_eliminate_biv (loop, bl, 0, threshold, insn_count);
5217
5218   if (loop_dump_stream)
5219     {
5220       fprintf (loop_dump_stream,
5221                "Cannot eliminate biv %d.\n",
5222                bl->regno);
5223       fprintf (loop_dump_stream,
5224                "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
5225                REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
5226                REGNO_LAST_UID (bl->regno));
5227     }
5228   return 0;
5229 }
5230
5231
5232 /* Reduce each giv of BL that we have decided to reduce.  */
5233
5234 static void
5235 loop_givs_reduce (struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5236 {
5237   struct induction *v;
5238
5239   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5240     {
5241       struct induction *tv;
5242       if (! v->ignore && v->same == 0)
5243         {
5244           int auto_inc_opt = 0;
5245
5246           /* If the code for derived givs immediately below has already
5247              allocated a new_reg, we must keep it.  */
5248           if (! v->new_reg)
5249             v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
5250
5251 #ifdef AUTO_INC_DEC
5252           /* If the target has auto-increment addressing modes, and
5253              this is an address giv, then try to put the increment
5254              immediately after its use, so that flow can create an
5255              auto-increment addressing mode.  */
5256           /* Don't do this for loops entered at the bottom, to avoid
5257              this invalid transformation:
5258                 jmp L;          ->          jmp L;
5259              TOP:                       TOP:
5260                 use giv                     use giv
5261              L:                             inc giv
5262                 inc biv                 L:
5263                 test biv                    test giv
5264                 cbr TOP                     cbr TOP
5265           */
5266           if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
5267               && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
5268               /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
5269                  does not have a valid INSN_LUID.  */
5270               && ! bl->reversed
5271               && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
5272               && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop
5273               && !loop->top)    
5274             {
5275               /* If other giv's have been combined with this one, then
5276                  this will work only if all uses of the other giv's occur
5277                  before this giv's insn.  This is difficult to check.
5278
5279                  We simplify this by looking for the common case where
5280                  there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
5281                  last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
5282                  increment occurs after the address giv, then we can
5283                  perform the optimization.  (Otherwise, the increment
5284                  would have to go before other_giv, and we would not be
5285                  able to combine it with the address giv to get an
5286                  auto-inc address.)  */
5287               if (v->combined_with)
5288                 {
5289                   struct induction *other_giv = 0;
5290
5291                   for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
5292                     if (tv->same == v)
5293                       {
5294                         if (other_giv)
5295                           break;
5296                         else
5297                           other_giv = tv;
5298                       }
5299                   if (! tv && other_giv
5300                       && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
5301                       && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
5302                           == INSN_UID (v->insn))
5303                       && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
5304                     auto_inc_opt = 1;
5305                 }
5306               /* Check for case where increment is before the address
5307                  giv.  Do this test in "loop order".  */
5308               else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
5309                         && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5310                             || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
5311                                 > INSN_LUID (loop->scan_start))))
5312                        || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5313                            && (INSN_LUID (loop->scan_start)
5314                                < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
5315                 auto_inc_opt = -1;
5316               else
5317                 auto_inc_opt = 1;
5318
5319 #ifdef HAVE_cc0
5320               {
5321                 rtx prev;
5322
5323                 /* We can't put an insn immediately after one setting
5324                    cc0, or immediately before one using cc0.  */
5325                 if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
5326                     || (auto_inc_opt == -1
5327                         && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
5328                         && INSN_P (prev)
5329                         && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
5330                   auto_inc_opt = 0;
5331               }
5332 #endif
5333
5334               if (auto_inc_opt)
5335                 v->auto_inc_opt = 1;
5336             }
5337 #endif
5338
5339           /* For each place where the biv is incremented, add an insn
5340              to increment the new, reduced reg for the giv.  */
5341           for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
5342             {
5343               rtx insert_before;
5344
5345               /* Skip if location is the same as a previous one.  */
5346               if (tv->same)
5347                 continue;
5348               if (! auto_inc_opt)
5349                 insert_before = NEXT_INSN (tv->insn);
5350               else if (auto_inc_opt == 1)
5351                 insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
5352               else
5353                 insert_before = v->insn;
5354
5355               if (tv->mult_val == const1_rtx)
5356                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5357                                               v->new_reg, v->new_reg,
5358                                               0, insert_before);
5359               else /* tv->mult_val == const0_rtx */
5360                 /* A multiply is acceptable here
5361                    since this is presumed to be seldom executed.  */
5362                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5363                                               v->add_val, v->new_reg,
5364                                               0, insert_before);
5365             }
5366
5367           /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
5368
5369           loop_iv_add_mult_hoist (loop,
5370                                   extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5371                                   v->mult_val, v->add_val, v->new_reg);
5372         }
5373     }
5374 }
5375
5376
5377 /* Check for givs whose first use is their definition and whose
5378    last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
5379    dead and should not be used to derive another giv nor to
5380    eliminate a biv.  */
5381
5382 static void
5383 loop_givs_dead_check (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, struct iv_class *bl)
5384 {
5385   struct induction *v;
5386
5387   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5388     {
5389       if (v->ignore
5390           || (v->same && v->same->ignore))
5391         continue;
5392
5393       if (v->giv_type == DEST_REG
5394           && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
5395         {
5396           struct induction *v1;
5397
5398           for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
5399             if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
5400               v->maybe_dead = 1;
5401         }
5402     }
5403 }
5404
5405
5406 static void
5407 loop_givs_rescan (struct loop *loop, struct iv_class *bl, rtx *reg_map)
5408 {
5409   struct induction *v;
5410
5411   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5412     {
5413       if (v->same && v->same->ignore)
5414         v->ignore = 1;
5415
5416       if (v->ignore)
5417         continue;
5418
5419       /* Update expression if this was combined, in case other giv was
5420          replaced.  */
5421       if (v->same)
5422         v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
5423                                   v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
5424
5425       /* See if this register is known to be a pointer to something.  If
5426          so, see if we can find the alignment.  First see if there is a
5427          destination register that is a pointer.  If so, this shares the
5428          alignment too.  Next see if we can deduce anything from the
5429          computational information.  If not, and this is a DEST_ADDR
5430          giv, at least we know that it's a pointer, though we don't know
5431          the alignment.  */
5432       if (REG_P (v->new_reg)
5433           && v->giv_type == DEST_REG
5434           && REG_POINTER (v->dest_reg))
5435         mark_reg_pointer (v->new_reg,
5436                           REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->dest_reg)));
5437       else if (REG_P (v->new_reg)
5438                && REG_POINTER (v->src_reg))
5439         {
5440           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->src_reg));
5441
5442           if (align == 0
5443               || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
5444               || INTVAL (v->add_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5445             align = 0;
5446
5447           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5448         }
5449       else if (REG_P (v->new_reg)
5450                && REG_P (v->add_val)
5451                && REG_POINTER (v->add_val))
5452         {
5453           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->add_val));
5454
5455           if (align == 0 || GET_CODE (v->mult_val) != CONST_INT
5456               || INTVAL (v->mult_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5457             align = 0;
5458
5459           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5460         }
5461       else if (REG_P (v->new_reg) && v->giv_type == DEST_ADDR)
5462         mark_reg_pointer (v->new_reg, 0);
5463
5464       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
5465         /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
5466            this giv.  */
5467         validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
5468       else if (v->replaceable)
5469         {
5470           reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
5471         }
5472       else
5473         {
5474           rtx original_insn = v->insn;
5475           rtx note;
5476
5477           /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
5478              the reduced giv, same as above.  */
5479           v->insn = loop_insn_emit_after (loop, 0, original_insn,
5480                                           gen_move_insn (v->dest_reg,
5481                                                          v->new_reg));
5482
5483           /* The original insn may have a REG_EQUAL note.  This note is
5484              now incorrect and may result in invalid substitutions later.
5485              The original insn is dead, but may be part of a libcall
5486              sequence, which doesn't seem worth the bother of handling.  */
5487           note = find_reg_note (original_insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5488           if (note)
5489             remove_note (original_insn, note);
5490         }
5491
5492       /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
5493          biv, and which are live outside the loop, must be set to their
5494          correct final value.  This insn is only needed if the giv is
5495          not replaceable.  The correct final value is the same as the
5496          value that the giv starts the reversed loop with.  */
5497       if (bl->reversed && ! v->replaceable)
5498         loop_iv_add_mult_sink (loop,
5499                                extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5500                                v->mult_val, v->add_val, v->dest_reg);
5501       else if (v->final_value)
5502         loop_insn_sink_or_swim (loop,
5503                                 gen_load_of_final_value (v->dest_reg,
5504                                                          v->final_value));
5505
5506       if (loop_dump_stream)
5507         {
5508           fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
5509                    INSN_UID (v->insn));
5510           print_simple_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
5511           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5512         }
5513     }
5514 }
5515
5516
5517 static int
5518 loop_giv_reduce_benefit (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
5519                          struct iv_class *bl, struct induction *v,
5520                          rtx test_reg)
5521 {
5522   int add_cost;
5523   int benefit;
5524
5525   benefit = v->benefit;
5526   PUT_MODE (test_reg, v->mode);
5527   add_cost = iv_add_mult_cost (bl->biv->add_val, v->mult_val,
5528                                test_reg, test_reg);
5529
5530   /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert a
5531      move-insn to replace the insn that calculates this giv.  Don't do
5532      this unless the giv is a user variable, since it will often be
5533      marked non-replaceable because of the duplication of the exit
5534      code outside the loop.  In such a case, the copies we insert are
5535      dead and will be deleted.  So they don't have a cost.  Similar
5536      situations exist.  */
5537   /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job of
5538      finding replaceable giv's, and hence this code may no longer be
5539      necessary.  */
5540   if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
5541       && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
5542     benefit -= copy_cost;
5543
5544   /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will insert
5545      to increment the reduced reg for the giv.  ??? This can
5546      overestimate the run-time cost of the additional insns, e.g. if
5547      there are multiple basic blocks that increment the biv, but only
5548      one of these blocks is executed during each iteration.  There is
5549      no good way to detect cases like this with the current structure
5550      of the loop optimizer.  This code is more accurate for
5551      determining code size than run-time benefits.  */
5552   benefit -= add_cost * bl->biv_count;
5553
5554   /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
5555      unchanged (recompute it from the biv each time it is used).  This
5556      decision can be made independently for each giv.  */
5557
5558 #ifdef AUTO_INC_DEC
5559   /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
5560      new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
5561      add_cost that was done above).  */
5562   if (v->giv_type == DEST_ADDR
5563       /* Increasing the benefit is risky, since this is only a guess.
5564          Avoid increasing register pressure in cases where there would
5565          be no other benefit from reducing this giv.  */
5566       && benefit > 0
5567       && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
5568     {
5569       int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (v->mem));
5570
5571       if (HAVE_POST_INCREMENT
5572           && INTVAL (v->mult_val) == size)
5573         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5574       else if (HAVE_PRE_INCREMENT
5575                && INTVAL (v->mult_val) == size)
5576         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5577       else if (HAVE_POST_DECREMENT
5578                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5579         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5580       else if (HAVE_PRE_DECREMENT
5581                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5582         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5583     }
5584 #endif
5585
5586   return benefit;
5587 }
5588
5589
5590 /* Free IV structures for LOOP.  */
5591
5592 static void
5593 loop_ivs_free (struct loop *loop)
5594 {
5595   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5596   struct iv_class *iv = ivs->list;
5597
5598   free (ivs->regs);
5599
5600   while (iv)
5601     {
5602       struct iv_class *next = iv->next;
5603       struct induction *induction;
5604       struct induction *next_induction;
5605
5606       for (induction = iv->biv; induction; induction = next_induction)
5607         {
5608           next_induction = induction->next_iv;
5609           free (induction);
5610         }
5611       for (induction = iv->giv; induction; induction = next_induction)
5612         {
5613           next_induction = induction->next_iv;
5614           free (induction);
5615         }
5616
5617       free (iv);
5618       iv = next;
5619     }
5620 }
5621
5622 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
5623    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
5624    the SET_SRC of REG.  */
5625
5626 static rtx
5627 loop_find_equiv_value (const struct loop *loop, rtx reg)
5628 {
5629   rtx loop_start = loop->start;
5630   rtx insn, set;
5631   rtx ret;
5632
5633   ret = reg;
5634   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
5635     {
5636       if (LABEL_P (insn))
5637         break;
5638
5639       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
5640         {
5641           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
5642              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
5643              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
5644           if ((set = single_set (insn))
5645               && (SET_DEST (set) == reg))
5646             {
5647               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5648
5649               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
5650                  Other things, divide in particular, will cause
5651                  problems later if we use them.  */
5652               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
5653                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
5654                 ret = XEXP (note, 0);
5655               else
5656                 ret = SET_SRC (set);
5657
5658               /* We cannot do this if it changes between the
5659                  assignment and loop start though.  */
5660               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
5661                 ret = reg;
5662             }
5663           break;
5664         }
5665     }
5666   return ret;
5667 }
5668
5669 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
5670    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
5671    REG or a PLUS of a REG.  */
5672
5673 static rtx
5674 find_common_reg_term (rtx op0, rtx op1)
5675 {
5676   if ((REG_P (op0) || GET_CODE (op0) == PLUS)
5677       && (REG_P (op1) || GET_CODE (op1) == PLUS))
5678     {
5679       rtx op00;
5680       rtx op01;
5681       rtx op10;
5682       rtx op11;
5683
5684       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
5685         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
5686       else
5687         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
5688
5689       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
5690         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
5691       else
5692         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
5693
5694       /* Find and return common register term if present.  */
5695       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
5696         return op00;
5697       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
5698         return op01;
5699     }
5700
5701   /* No common register term found.  */
5702   return NULL_RTX;
5703 }
5704
5705 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
5706    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
5707    be calculated, otherwise returns zero.  */
5708
5709 static unsigned HOST_WIDE_INT
5710 loop_iterations (struct loop *loop)
5711 {
5712   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
5713   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5714   rtx comparison, comparison_value;
5715   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
5716   enum rtx_code comparison_code;
5717   HOST_WIDE_INT inc;
5718   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
5719   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
5720   int off_by_one;
5721   int increment_dir;
5722   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
5723   rtx last_loop_insn;
5724   struct iv_class *bl;
5725
5726   loop_info->n_iterations = 0;
5727   loop_info->initial_value = 0;
5728   loop_info->initial_equiv_value = 0;
5729   loop_info->comparison_value = 0;
5730   loop_info->final_value = 0;
5731   loop_info->final_equiv_value = 0;
5732   loop_info->increment = 0;
5733   loop_info->iteration_var = 0;
5734   loop_info->iv = 0;
5735
5736   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
5737      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
5738      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
5739      loop_end.  */
5740   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
5741
5742   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
5743      at the end of the loop.  The following code assumes that
5744      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
5745   if (!JUMP_P (last_loop_insn))
5746     {
5747       if (loop_dump_stream)
5748         fprintf (loop_dump_stream,
5749                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
5750       return 0;
5751     }
5752
5753   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
5754      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
5755   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
5756     {
5757       if (loop_dump_stream)
5758         fprintf (loop_dump_stream,
5759                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
5760       return 0;
5761     }
5762
5763   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
5764      branch, and the insn before tests a register value, make that the
5765      iteration variable.  */
5766
5767   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
5768   if (comparison == 0)
5769     {
5770       if (loop_dump_stream)
5771         fprintf (loop_dump_stream,
5772                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
5773       return 0;
5774     }
5775
5776   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
5777      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
5778
5779   comparison_code = GET_CODE (comparison);
5780   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
5781   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
5782
5783   if (!REG_P (iteration_var))
5784     {
5785       if (loop_dump_stream)
5786         fprintf (loop_dump_stream,
5787                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
5788       return 0;
5789     }
5790
5791   /* The only new registers that are created before loop iterations
5792      are givs made from biv increments or registers created by
5793      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
5794      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
5795      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
5796
5797   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs
5798       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
5799     abort ();
5800
5801   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
5802      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
5803      the strength reduction pass to calculate these values.  */
5804
5805   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
5806   initial_value = 0;
5807   increment = 0;
5808
5809   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
5810      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
5811      value if possible.  */
5812
5813   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
5814      reg_iv_type entry for it.  */
5815   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
5816     {
5817       if (loop_dump_stream)
5818         fprintf (loop_dump_stream,
5819                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
5820       return 0;
5821     }
5822
5823   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
5824      could result in a number of iterations greater than the range of our
5825      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
5826   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
5827             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5828     {
5829       if (loop_dump_stream)
5830         fprintf (loop_dump_stream,
5831                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
5832       return 0;
5833     }
5834   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
5835     {
5836       if (loop_dump_stream)
5837         fprintf (loop_dump_stream,
5838                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
5839       return 0;
5840     }
5841
5842   /* Try swapping the comparison to identify a suitable iv.  */
5843   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != BASIC_INDUCT
5844       && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != GENERAL_INDUCT
5845       && REG_P (comparison_value)
5846       && REGNO (comparison_value) < ivs->n_regs)
5847     {
5848       rtx temp = comparison_value;
5849       comparison_code = swap_condition (comparison_code);
5850       comparison_value = iteration_var;
5851       iteration_var = temp;
5852     }
5853
5854   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
5855     {
5856       if (REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
5857         abort ();
5858
5859       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
5860       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
5861       initial_value = bl->initial_value;
5862       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
5863         {
5864           if (loop_dump_stream)
5865             fprintf (loop_dump_stream,
5866                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
5867           return 0;
5868         }
5869
5870       increment = biv_total_increment (bl);
5871     }
5872   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
5873     {
5874       HOST_WIDE_INT offset = 0;
5875       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
5876       rtx biv_initial_value;
5877
5878       if (REGNO (v->src_reg) >= ivs->n_regs)
5879         abort ();
5880
5881       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
5882         {
5883           if (loop_dump_stream)
5884             fprintf (loop_dump_stream,
5885                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
5886           return 0;
5887         }
5888
5889       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
5890
5891       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
5892
5893       increment = biv_total_increment (bl);
5894       if (increment)
5895         {
5896           struct induction *biv_inc;
5897
5898           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
5899                                          extend_value_for_giv (v, increment),
5900                                          const0_rtx, v->mode);
5901           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
5902              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
5903              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
5904              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
5905              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
5906              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
5907           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
5908             {
5909               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
5910                 {
5911                   if (REG_P (biv_inc->add_val))
5912                     {
5913                       if (loop_dump_stream)
5914                         fprintf (loop_dump_stream,
5915                                  "Loop iterations: Basic induction var add_val is REG %d.\n",
5916                                  REGNO (biv_inc->add_val));
5917                         return 0;
5918                     }
5919
5920                   /* If we have already counted it, skip it.  */
5921                   if (biv_inc->same)
5922                     continue;
5923
5924                   offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
5925                 }
5926             }
5927         }
5928       if (loop_dump_stream)
5929         fprintf (loop_dump_stream,
5930                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
5931                  (long) offset);
5932
5933       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
5934          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
5935       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
5936       initial_value
5937         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
5938                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
5939                              v->add_val, v->mode);
5940     }
5941   else
5942     {
5943       if (loop_dump_stream)
5944         fprintf (loop_dump_stream,
5945                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
5946       return 0;
5947     }
5948
5949   if (initial_value == 0)
5950     return 0;
5951
5952   unsigned_p = 0;
5953   off_by_one = 0;
5954   switch (comparison_code)
5955     {
5956     case LEU:
5957       unsigned_p = 1;
5958     case LE:
5959       compare_dir = 1;
5960       off_by_one = 1;
5961       break;
5962     case GEU:
5963       unsigned_p = 1;
5964     case GE:
5965       compare_dir = -1;
5966       off_by_one = -1;
5967       break;
5968     case EQ:
5969       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
5970       compare_dir = 0;
5971       break;
5972     case LTU:
5973       unsigned_p = 1;
5974     case LT:
5975       compare_dir = 1;
5976       break;
5977     case GTU:
5978       unsigned_p = 1;
5979     case GT:
5980       compare_dir = -1;
5981       break;
5982     case NE:
5983       compare_dir = 0;
5984       break;
5985     default:
5986       abort ();
5987     }
5988
5989   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
5990      its value from the insns before the start of the loop.  */
5991
5992   final_value = comparison_value;
5993   if (REG_P (comparison_value)
5994       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
5995     {
5996       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
5997
5998       /* If we don't get an invariant final value, we are better
5999          off with the original register.  */
6000       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
6001         final_value = comparison_value;
6002     }
6003
6004   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
6005      (on the last successful iteration).  The exact final value
6006      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
6007      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
6008      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
6009      initial_value) % increment != 0.
6010      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
6011      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
6012      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
6013   if (off_by_one)
6014     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
6015
6016   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
6017      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
6018      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
6019      optimizations may obscure the loop's structure.
6020
6021      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
6022      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
6023      Only the difference between final_value and initial_value is
6024      important.  Note that final_value is only approximate.  */
6025   loop_info->initial_value = initial_value;
6026   loop_info->comparison_value = comparison_value;
6027   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
6028   loop_info->increment = increment;
6029   loop_info->iteration_var = iteration_var;
6030   loop_info->comparison_code = comparison_code;
6031   loop_info->iv = bl;
6032
6033   /* Try to determine the iteration count for loops such
6034      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
6035      loop optimization twice, the first pass often converts simple
6036      loops into this form.  */
6037
6038   if (REG_P (initial_value))
6039     {
6040       rtx reg1;
6041       rtx reg2;
6042       rtx const2;
6043
6044       reg1 = initial_value;
6045       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
6046         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
6047       else
6048         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
6049
6050       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
6051          where reg1 != reg2.  */
6052       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
6053         {
6054           rtx temp;
6055
6056           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
6057              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
6058           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
6059
6060           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
6061             initial_value = temp;
6062           else if (loop_invariant_p (loop, reg2))
6063             {
6064               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
6065                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
6066                  the latter case for now since it is not so common.  */
6067               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
6068
6069               if (temp == loop_info->iteration_var)
6070                 temp = initial_value;
6071               if (temp == reg1)
6072                 final_value = (const2 == const0_rtx)
6073                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
6074             }
6075         }
6076     }
6077
6078   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
6079   loop_info->final_equiv_value = final_value;
6080
6081   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
6082      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
6083      return early for any other reason.  */
6084   if (comparison_code == EQ)
6085     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
6086
6087   if (increment == 0)
6088     {
6089       if (loop_dump_stream)
6090         fprintf (loop_dump_stream,
6091                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
6092       return 0;
6093     }
6094
6095   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6096     {
6097       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
6098       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
6099          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
6100       if (REG_P (increment) || GET_CODE (increment) == SUBREG)
6101         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
6102
6103       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6104         {
6105           if (loop_dump_stream)
6106             {
6107               fprintf (loop_dump_stream,
6108                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
6109               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
6110               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6111             }
6112           return 0;
6113         }
6114       loop_info->increment = increment;
6115     }
6116
6117   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
6118     {
6119       if (loop_dump_stream)
6120         {
6121           fprintf (loop_dump_stream,
6122                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
6123           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
6124           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6125         }
6126       return 0;
6127     }
6128   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
6129     {
6130       if (loop_dump_stream)
6131         {
6132           fprintf (loop_dump_stream,
6133                    "Loop iterations: Final value not constant ");
6134           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
6135           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6136         }
6137       return 0;
6138     }
6139   else if (comparison_code == EQ)
6140     {
6141       rtx inc_once;
6142
6143       if (loop_dump_stream)
6144         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
6145
6146       inc_once = gen_int_mode (INTVAL (initial_value) + INTVAL (increment),
6147                                GET_MODE (iteration_var));
6148
6149       if (inc_once == final_value)
6150         {
6151           /* The iterator value once through the loop is equal to the
6152              comparison value.  Either we have an infinite loop, or
6153              we'll loop twice.  */
6154           if (increment == const0_rtx)
6155             return 0;
6156           loop_info->n_iterations = 2;
6157         }
6158       else
6159         loop_info->n_iterations = 1;
6160
6161       if (GET_CODE (loop_info->initial_value) == CONST_INT)
6162         loop_info->final_value
6163           = gen_int_mode ((INTVAL (loop_info->initial_value)
6164                            + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6165                           GET_MODE (iteration_var));
6166       else
6167         loop_info->final_value
6168           = plus_constant (loop_info->initial_value,
6169                            loop_info->n_iterations * INTVAL (increment));
6170       loop_info->final_equiv_value
6171         = gen_int_mode ((INTVAL (initial_value)
6172                          + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6173                         GET_MODE (iteration_var));
6174       return loop_info->n_iterations;
6175     }
6176
6177   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
6178   if (unsigned_p)
6179     final_larger
6180       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6181          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
6182         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6183            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
6184   else
6185     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
6186       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
6187
6188   if (INTVAL (increment) > 0)
6189     increment_dir = 1;
6190   else if (INTVAL (increment) == 0)
6191     increment_dir = 0;
6192   else
6193     increment_dir = -1;
6194
6195   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
6196      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
6197      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
6198      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
6199      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
6200      Only try to optimize the normal cases.  */
6201
6202   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
6203      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
6204      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
6205      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
6206      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
6207
6208   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
6209      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
6210      eliminate all of these special checks, and just always assume
6211      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
6212      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
6213      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
6214      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
6215      loops can be optimized.
6216
6217      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
6218      because the action on overflow is undefined.
6219
6220      See also the special test for NE loops below.  */
6221
6222   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
6223       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
6224     /* Normal case.  */
6225     ;
6226   else
6227     {
6228       if (loop_dump_stream)
6229         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
6230       return 0;
6231     }
6232
6233   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
6234      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
6235      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
6236
6237   inc = INTVAL (increment);
6238   if (inc > 0)
6239     {
6240       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
6241       abs_inc = inc;
6242     }
6243   else if (inc < 0)
6244     {
6245       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
6246       abs_inc = -inc;
6247     }
6248   else
6249     abort ();
6250
6251   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
6252      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
6253      into the picture due to sign extension of initial and final
6254      values.  */
6255   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT) 1
6256                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
6257                << 1) - 1;
6258
6259   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
6260      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
6261      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
6262      can not calculate the number of iterations.  */
6263   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
6264     return 0;
6265
6266   /* Note that the number of iterations could be calculated using
6267      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
6268      handle potential overflow of the summation.  */
6269   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
6270   return loop_info->n_iterations;
6271 }
6272
6273 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
6274
6275    Pseudo registers created during this function will be beyond the
6276    last valid index in several tables including
6277    REGS->ARRAY[I].N_TIMES_SET and REGNO_LAST_UID.  This does not cause a
6278    problem here, because the added registers cannot be givs outside of
6279    their loop, and hence will never be reconsidered.  But scan_loop
6280    must check regnos to make sure they are in bounds.  */
6281
6282 static void
6283 strength_reduce (struct loop *loop, int flags)
6284 {
6285   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
6286   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6287   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6288   rtx p;
6289   /* Temporary list pointer for traversing ivs->list.  */
6290   struct iv_class *bl;
6291   /* Ratio of extra register life span we can justify
6292      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
6293      since in that case saving an insn makes more difference
6294      and more registers are available.  */
6295   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
6296   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
6297   /* Map of pseudo-register replacements.  */
6298   rtx *reg_map = NULL;
6299   int reg_map_size;
6300   rtx test_reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
6301   int insn_count = count_insns_in_loop (loop);
6302
6303   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
6304
6305   ivs->n_regs = max_reg_before_loop;
6306   ivs->regs = xcalloc (ivs->n_regs, sizeof (struct iv));
6307
6308   /* Find all BIVs in loop.  */
6309   loop_bivs_find (loop);
6310
6311   /* Exit if there are no bivs.  */
6312   if (! ivs->list)
6313     {
6314       loop_ivs_free (loop);
6315       return;
6316     }
6317
6318   /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
6319      extended basic block.  */
6320   loop_bivs_init_find (loop);
6321
6322   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
6323      initial value from any initializing insns set up above.  */
6324   loop_bivs_check (loop);
6325
6326   /* Search the loop for general induction variables.  */
6327   loop_givs_find (loop);
6328
6329   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
6330      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
6331      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
6332      fail if the iteration variable is a giv.  */
6333   loop_iterations (loop);
6334
6335 #ifdef HAVE_prefetch
6336   if (flags & LOOP_PREFETCH)
6337     emit_prefetch_instructions (loop);
6338 #endif
6339
6340   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
6341      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
6342      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
6343      so that final_giv_value will work correctly.  */
6344   loop_givs_check (loop);
6345
6346   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
6347      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
6348      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
6349   check_dbra_loop (loop, insn_count);
6350
6351   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
6352      Some givs might have been made from biv increments, so look at
6353      ivs->reg_iv_type for a suitable size.  */
6354   reg_map_size = ivs->n_regs;
6355   reg_map = xcalloc (reg_map_size, sizeof (rtx));
6356
6357   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
6358      variable elimination.  */
6359
6360   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
6361     {
6362       struct induction *v;
6363       int benefit;
6364
6365       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
6366          provided all givs are reduced.  */
6367       bl->eliminable = loop_biv_eliminable_p (loop, bl, threshold, insn_count);
6368
6369       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
6370          biv have been strength reduced.
6371          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
6372       bl->all_reduced = 1;
6373
6374       /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
6375          root biv is safe from wrapping in the interior mode.  */
6376       check_ext_dependent_givs (loop, bl);
6377
6378       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
6379       combine_givs (regs, bl);
6380
6381       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6382         {
6383           struct induction *tv;
6384
6385           if (v->ignore || v->same)
6386             continue;
6387
6388           benefit = loop_giv_reduce_benefit (loop, bl, v, test_reg);
6389
6390           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
6391              flag, and clear bl->all_reduced.  */
6392
6393           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
6394              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
6395              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
6396              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
6397              exit.  */
6398
6399           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
6400               && ! bl->reversed)
6401             {
6402               if (loop_dump_stream)
6403                 fprintf (loop_dump_stream,
6404                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
6405                          INSN_UID (v->insn),
6406                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
6407               v->ignore = 1;
6408               bl->all_reduced = 0;
6409             }
6410           else
6411             {
6412               /* Check that we can increment the reduced giv without a
6413                  multiply insn.  If not, reject it.  */
6414
6415               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
6416                 if (tv->mult_val == const1_rtx
6417                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
6418                   {
6419                     if (loop_dump_stream)
6420                       fprintf (loop_dump_stream,
6421                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
6422                                INSN_UID (v->insn));
6423                     v->ignore = 1;
6424                     bl->all_reduced = 0;
6425                     break;
6426                   }
6427             }
6428         }
6429
6430       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
6431          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
6432          dead and should not be used to derive another giv nor to
6433          eliminate a biv.  */
6434       loop_givs_dead_check (loop, bl);
6435
6436       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
6437       loop_givs_reduce (loop, bl);
6438
6439       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
6440          as not reduced.
6441
6442          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
6443          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
6444          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
6445       loop_givs_rescan (loop, bl, reg_map);
6446
6447       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
6448          merit it.  */
6449
6450       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
6451          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
6452          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
6453          combined with.
6454
6455          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where
6456          a giv's new_reg is a complex value that can't be put in the
6457          insn but the giv combined with (with a reg as new_reg) is
6458          marked maybe_dead.  Since the register will be used in either
6459          case, we'd prefer it be used from the simpler giv.  */
6460
6461       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6462         if (! v->maybe_dead && v->same)
6463           v->same->maybe_dead = 0;
6464
6465       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
6466          This won't work if ! bl->all_reduced,
6467          since the givs we planned to use might not have been reduced.
6468
6469          We have to be careful that we didn't initially think we could
6470          eliminate this biv because of a giv that we now think may be
6471          dead and shouldn't be used as a biv replacement.
6472
6473          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
6474          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
6475          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
6476          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
6477          replace it with a compare with a constant will fail.
6478
6479          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
6480          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
6481          doing so in the rare cases where it can occur.  */
6482
6483       if (bl->all_reduced == 1 && bl->eliminable
6484           && maybe_eliminate_biv (loop, bl, 1, threshold, insn_count))
6485         {
6486           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
6487              or otherwise drop straight in, based on this test, then
6488              we might want to rewrite it also.  This way some later
6489              pass has more hope of removing the initialization of this
6490              biv entirely.  */
6491
6492           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
6493              and we must emit an insn to set it just in case.
6494
6495              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
6496              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
6497              proper final value for such a biv here anyways.  */
6498           if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6499               loop_insn_sink_or_swim (loop,
6500                                       gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6501                                                                bl->final_value));
6502
6503           if (loop_dump_stream)
6504             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
6505                      bl->regno);
6506         }
6507       /* See above note wrt final_value.  But since we couldn't eliminate
6508          the biv, we must set the value after the loop instead of before.  */
6509       else if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6510         loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6511                                                        bl->final_value));
6512     }
6513
6514   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
6515      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
6516
6517   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
6518     if (INSN_P (p))
6519       {
6520         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6521         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6522         INSN_CODE (p) = -1;
6523       }
6524
6525   if (loop_dump_stream)
6526     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
6527
6528   loop_ivs_free (loop);
6529   if (reg_map)
6530     free (reg_map);
6531 }
6532 \f
6533 /*Record all basic induction variables calculated in the insn.  */
6534 static rtx
6535 check_insn_for_bivs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6536                      int maybe_multiple)
6537 {
6538   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6539   rtx set;
6540   rtx dest_reg;
6541   rtx inc_val;
6542   rtx mult_val;
6543   rtx *location;
6544
6545   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6546       && (set = single_set (p))
6547       && REG_P (SET_DEST (set)))
6548     {
6549       dest_reg = SET_DEST (set);
6550       if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6551           && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
6552           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
6553         {
6554           if (basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
6555                                    GET_MODE (SET_SRC (set)),
6556                                    dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
6557                                    &location))
6558             {
6559               /* It is a possible basic induction variable.
6560                  Create and initialize an induction structure for it.  */
6561
6562               struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6563
6564               record_biv (loop, v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
6565                           not_every_iteration, maybe_multiple);
6566               REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
6567             }
6568           else if (REGNO (dest_reg) < ivs->n_regs)
6569             REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
6570         }
6571     }
6572   return p;
6573 }
6574 \f
6575 /* Record all givs calculated in the insn.
6576    A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
6577    biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
6578 static rtx
6579 check_insn_for_givs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6580                      int maybe_multiple)
6581 {
6582   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6583
6584   rtx set;
6585   /* Look for a general induction variable in a register.  */
6586   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6587       && (set = single_set (p))
6588       && REG_P (SET_DEST (set))
6589       && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
6590     {
6591       rtx src_reg;
6592       rtx dest_reg;
6593       rtx add_val;
6594       rtx mult_val;
6595       rtx ext_val;
6596       int benefit;
6597       rtx regnote = 0;
6598       rtx last_consec_insn;
6599
6600       dest_reg = SET_DEST (set);
6601       if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
6602         return p;
6603
6604       if (/* SET_SRC is a giv.  */
6605           (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
6606                                   &mult_val, &ext_val, 0, &benefit, VOIDmode)
6607            /* Equivalent expression is a giv.  */
6608            || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6609                && general_induction_var (loop, XEXP (regnote, 0), &src_reg,
6610                                          &add_val, &mult_val, &ext_val, 0,
6611                                          &benefit, VOIDmode)))
6612           /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
6613              We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
6614           && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6615           /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
6616           && dest_reg != src_reg
6617           /* This must be the only place where the register is set.  */
6618           && (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set == 1
6619               /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
6620               || (benefit = consec_sets_giv (loop, benefit, p,
6621                                              src_reg, dest_reg,
6622                                              &add_val, &mult_val, &ext_val,
6623                                              &last_consec_insn))))
6624         {
6625           struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6626
6627           /* If this is a library call, increase benefit.  */
6628           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6629             benefit += libcall_benefit (p);
6630
6631           /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
6632           if (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set != 1)
6633             p = last_consec_insn;
6634
6635           record_giv (loop, v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val,
6636                       ext_val, benefit, DEST_REG, not_every_iteration,
6637                       maybe_multiple, (rtx*) 0);
6638
6639         }
6640     }
6641
6642   /* Look for givs which are memory addresses.  */
6643   if (NONJUMP_INSN_P (p))
6644     find_mem_givs (loop, PATTERN (p), p, not_every_iteration,
6645                    maybe_multiple);
6646
6647   /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
6648      change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
6649   if (INSN_P (p) || LABEL_P (p))
6650     update_giv_derive (loop, p);
6651   return p;
6652 }
6653 \f
6654 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
6655    compared against in an initial test).
6656
6657    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
6658    the current insn and the start of the loop.
6659
6660    INSN is the insn containing X.  */
6661
6662 static int
6663 valid_initial_value_p (rtx x, rtx insn, int call_seen, rtx loop_start)
6664 {
6665   if (CONSTANT_P (x))
6666     return 1;
6667
6668   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
6669      we know.  */
6670   if (!REG_P (x)
6671       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6672     return 0;
6673
6674   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
6675      some machines, don't use any hard registers at all.  */
6676   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
6677       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
6678           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
6679     return 0;
6680
6681   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
6682      loop.  */
6683   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
6684     return 0;
6685
6686   return 1;
6687 }
6688 \f
6689 /* Scan X for memory refs and check each memory address
6690    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
6691    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
6692    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
6693    more than once in each loop iteration.  */
6694
6695 static void
6696 find_mem_givs (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
6697                int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6698 {
6699   int i, j;
6700   enum rtx_code code;
6701   const char *fmt;
6702
6703   if (x == 0)
6704     return;
6705
6706   code = GET_CODE (x);
6707   switch (code)
6708     {
6709     case REG:
6710     case CONST_INT:
6711     case CONST:
6712     case CONST_DOUBLE:
6713     case SYMBOL_REF:
6714     case LABEL_REF:
6715     case PC:
6716     case CC0:
6717     case ADDR_VEC:
6718     case ADDR_DIFF_VEC:
6719     case USE:
6720     case CLOBBER:
6721       return;
6722
6723     case MEM:
6724       {
6725         rtx src_reg;
6726         rtx add_val;
6727         rtx mult_val;
6728         rtx ext_val;
6729         int benefit;
6730
6731         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
6732            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
6733            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
6734            this one would not be seen.  */
6735
6736         if (general_induction_var (loop, XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
6737                                    &mult_val, &ext_val, 1, &benefit,
6738                                    GET_MODE (x)))
6739           {
6740             /* Found one; record it.  */
6741             struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6742
6743             record_giv (loop, v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
6744                         add_val, ext_val, benefit, DEST_ADDR,
6745                         not_every_iteration, maybe_multiple, &XEXP (x, 0));
6746
6747             v->mem = x;
6748           }
6749       }
6750       return;
6751
6752     default:
6753       break;
6754     }
6755
6756   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
6757
6758   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6759   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
6760     if (fmt[i] == 'e')
6761       find_mem_givs (loop, XEXP (x, i), insn, not_every_iteration,
6762                      maybe_multiple);
6763     else if (fmt[i] == 'E')
6764       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6765         find_mem_givs (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
6766                        maybe_multiple);
6767 }
6768 \f
6769 /* Fill in the data about one biv update.
6770    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
6771    allocated by the caller, with alloca.)
6772    INSN is the insn that sets it.
6773    DEST_REG is the biv's reg.
6774
6775    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
6776    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
6777    being set to INC_VAL.
6778
6779    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
6780    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
6781    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
6782    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
6783    executed exactly once per iteration.  */
6784
6785 static void
6786 record_biv (struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn, rtx dest_reg,
6787             rtx inc_val, rtx mult_val, rtx *location,
6788             int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6789 {
6790   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6791   struct iv_class *bl;
6792
6793   v->insn = insn;
6794   v->src_reg = dest_reg;
6795   v->dest_reg = dest_reg;
6796   v->mult_val = mult_val;
6797   v->add_val = inc_val;
6798   v->ext_dependent = NULL_RTX;
6799   v->location = location;
6800   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
6801   v->always_computable = ! not_every_iteration;
6802   v->always_executed = ! not_every_iteration;
6803   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6804   v->same = 0;
6805
6806   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
6807      if this is the first incrementation of the reg.  */
6808
6809   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg));
6810   if (bl == 0)
6811     {
6812       /* Create and initialize new iv_class.  */
6813
6814       bl = xmalloc (sizeof (struct iv_class));
6815
6816       bl->regno = REGNO (dest_reg);
6817       bl->biv = 0;
6818       bl->giv = 0;
6819       bl->biv_count = 0;
6820       bl->giv_count = 0;
6821
6822       /* Set initial value to the reg itself.  */
6823       bl->initial_value = dest_reg;
6824       bl->final_value = 0;
6825       /* We haven't seen the initializing insn yet.  */
6826       bl->init_insn = 0;
6827       bl->init_set = 0;
6828       bl->initial_test = 0;
6829       bl->incremented = 0;
6830       bl->eliminable = 0;
6831       bl->nonneg = 0;
6832       bl->reversed = 0;
6833       bl->total_benefit = 0;
6834
6835       /* Add this class to ivs->list.  */
6836       bl->next = ivs->list;
6837       ivs->list = bl;
6838
6839       /* Put it in the array of biv register classes.  */
6840       REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg)) = bl;
6841     }
6842   else
6843     {
6844       /* Check if location is the same as a previous one.  */
6845       struct induction *induction;
6846       for (induction = bl->biv; induction; induction = induction->next_iv)
6847         if (location == induction->location)
6848           {
6849             v->same = induction;
6850             break;
6851           }
6852     }
6853
6854   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
6855   v->next_iv = bl->biv;
6856   bl->biv = v;
6857   bl->biv_count++;
6858   if (mult_val == const1_rtx)
6859     bl->incremented = 1;
6860
6861   if (loop_dump_stream)
6862     loop_biv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
6863 }
6864 \f
6865 /* Fill in the data about one giv.
6866    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
6867    allocated by the caller, with alloca.)
6868    INSN is the insn that sets it.
6869    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
6870    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
6871    into a register or is used as a memory address.
6872
6873    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
6874    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
6875    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
6876    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
6877
6878 static void
6879 record_giv (const struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn,
6880             rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx mult_val, rtx add_val,
6881             rtx ext_val, int benefit, enum g_types type,
6882             int not_every_iteration, int maybe_multiple, rtx *location)
6883 {
6884   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6885   struct induction *b;
6886   struct iv_class *bl;
6887   rtx set = single_set (insn);
6888   rtx temp;
6889
6890   /* Attempt to prove constantness of the values.  Don't let simplify_rtx
6891      undo the MULT canonicalization that we performed earlier.  */
6892   temp = simplify_rtx (add_val);
6893   if (temp
6894       && ! (GET_CODE (add_val) == MULT
6895             && GET_CODE (temp) == ASHIFT))
6896     add_val = temp;
6897
6898   v->insn = insn;
6899   v->src_reg = src_reg;
6900   v->giv_type = type;
6901   v->dest_reg = dest_reg;
6902   v->mult_val = mult_val;
6903   v->add_val = add_val;
6904   v->ext_dependent = ext_val;
6905   v->benefit = benefit;
6906   v->location = location;
6907   v->cant_derive = 0;
6908   v->combined_with = 0;
6909   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6910   v->maybe_dead = 0;
6911   v->derive_adjustment = 0;
6912   v->same = 0;
6913   v->ignore = 0;
6914   v->new_reg = 0;
6915   v->final_value = 0;
6916   v->same_insn = 0;
6917   v->auto_inc_opt = 0;
6918   v->shared = 0;
6919
6920   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
6921      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
6922      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
6923      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
6924      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
6925      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
6926      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
6927
6928   if (type == DEST_ADDR)
6929     v->always_computable = 1;
6930   else
6931     v->always_computable = ! not_every_iteration;
6932
6933   v->always_executed = ! not_every_iteration;
6934
6935   if (type == DEST_ADDR)
6936     {
6937       v->mode = GET_MODE (*location);
6938       v->lifetime = 1;
6939     }
6940   else /* type == DEST_REG */
6941     {
6942       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
6943
6944       v->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, REGNO (dest_reg));
6945
6946       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
6947          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
6948          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
6949       if (v->lifetime == 0)
6950         v->ignore = 1;
6951
6952       REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6953       REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
6954     }
6955
6956   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
6957
6958   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (src_reg));
6959   if (bl)
6960     {
6961       v->next_iv = bl->giv;
6962       bl->giv = v;
6963       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
6964          insns that calculate givs.  */
6965       if (type == DEST_REG)
6966         bl->giv_count++;
6967       bl->total_benefit += benefit;
6968     }
6969   else
6970     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
6971     abort ();
6972
6973   if (type == DEST_ADDR)
6974     {
6975       v->replaceable = 1;
6976       v->not_replaceable = 0;
6977     }
6978   else
6979     {
6980       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
6981          of the following conditions are true:
6982          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
6983            on which the giv is used at all
6984            (there are two ways to deduce this:
6985             either the insn is executed on every iteration,
6986             or all uses follow that insn in the same basic block),
6987          - the giv is not used outside the loop
6988          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
6989
6990       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
6991           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
6992           && REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg))
6993           < INSN_LUID (loop->end)
6994           && (! not_every_iteration
6995               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
6996         {
6997           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
6998              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
6999
7000           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
7001              and last use of the giv.
7002
7003              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
7004              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
7005              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
7006              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
7007              useful as a biv, because it is used in two different loops.
7008              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
7009              using this biv anyways.  */
7010
7011           v->replaceable = 1;
7012           v->not_replaceable = 0;
7013           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7014             {
7015               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
7016                   || ((INSN_LUID (b->insn)
7017                        >= REGNO_FIRST_LUID (REGNO (dest_reg)))
7018                       && (INSN_LUID (b->insn)
7019                           <= REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg)))))
7020                 {
7021                   v->replaceable = 0;
7022                   v->not_replaceable = 1;
7023                   break;
7024                 }
7025             }
7026
7027           /* If there are any backwards branches that go from after the
7028              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
7029           if (v->replaceable)
7030             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7031               if (back_branch_in_range_p (loop, b->insn))
7032                 {
7033                   v->replaceable = 0;
7034                   v->not_replaceable = 1;
7035                   break;
7036                 }
7037         }
7038       else
7039         {
7040           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
7041              decide.  */
7042           v->replaceable = 0;
7043           v->not_replaceable = 0;
7044         }
7045     }
7046
7047   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
7048      combine_givs.  */
7049   {
7050     rtx tem = add_val;
7051
7052     v->no_const_addval = 1;
7053     if (tem == const0_rtx)
7054       ;
7055     else if (CONSTANT_P (add_val))
7056       v->no_const_addval = 0;
7057     if (GET_CODE (tem) == PLUS)
7058       {
7059         while (1)
7060           {
7061             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
7062               tem = XEXP (tem, 0);
7063             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
7064               tem = XEXP (tem, 1);
7065             else
7066               break;
7067           }
7068         if (CONSTANT_P (XEXP (tem, 1)))
7069           v->no_const_addval = 0;
7070       }
7071   }
7072
7073   if (loop_dump_stream)
7074     loop_giv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
7075 }
7076
7077 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
7078    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
7079
7080 static rtx
7081 final_giv_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7082 {
7083   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7084   struct iv_class *bl;
7085   rtx insn;
7086   rtx increment, tem;
7087   rtx seq;
7088   rtx loop_end = loop->end;
7089   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
7090
7091   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
7092
7093   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
7094      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
7095      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
7096      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
7097   if (bl->reversed)
7098     {
7099       if (loop_dump_stream)
7100         fprintf (loop_dump_stream,
7101                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
7102                  REGNO (v->dest_reg));
7103       return const0_rtx;
7104     }
7105
7106   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
7107      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
7108      and the insn that sets the giv must be executed on every iteration
7109      (otherwise the giv may not have its final value when the loop exits).  */
7110
7111   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
7112      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
7113      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
7114      to be known.  */
7115
7116   if (n_iterations != 0
7117       && ! loop->exit_count
7118       && v->always_executed)
7119     {
7120       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
7121          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
7122          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
7123          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
7124          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
7125          biv value here if it is not eliminable.  */
7126
7127       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
7128          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
7129          be valid if it is invariant.  */
7130
7131       increment = biv_total_increment (bl);
7132
7133       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
7134           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
7135         {
7136           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
7137              (n_iterations * increment) + initial_value */
7138
7139           /* The loop exit value of the giv is then
7140              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
7141              The extra increments are any increments to the biv which
7142              occur in the loop after the giv's value is calculated.
7143              We must search from the insn that sets the giv to the end
7144              of the loop to calculate this value.  */
7145
7146           /* Put the final biv value in tem.  */
7147           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
7148           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
7149           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
7150                                  GEN_INT (n_iterations),
7151                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
7152                                  tem);
7153
7154           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
7155           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
7156                insn = NEXT_INSN (insn))
7157             {
7158               struct induction *biv;
7159
7160               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7161                 if (biv->insn == insn)
7162                   {
7163                     start_sequence ();
7164                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
7165                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
7166                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
7167                     seq = get_insns ();
7168                     end_sequence ();
7169                     loop_insn_sink (loop, seq);
7170                   }
7171             }
7172
7173           /* Now calculate the giv's final value.  */
7174           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
7175
7176           if (loop_dump_stream)
7177             fprintf (loop_dump_stream,
7178                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
7179                      REGNO (v->dest_reg));
7180
7181           return tem;
7182         }
7183     }
7184
7185   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
7186   if (v->replaceable)
7187     abort ();
7188
7189   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
7190   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
7191     {
7192       if (loop_dump_stream)
7193         fprintf (loop_dump_stream,
7194                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
7195                  REGNO (v->dest_reg));
7196
7197       return const0_rtx;
7198     }
7199
7200   return 0;
7201 }
7202
7203 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
7204    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
7205    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
7206    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
7207    have been identified.  */
7208
7209 static void
7210 check_final_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7211 {
7212   rtx final_value = 0;
7213
7214   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
7215      replaceable above in record_giv.  */
7216
7217   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
7218      of the following conditions are true:
7219      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
7220        on which the giv is used at all
7221        (there are two ways to deduce this:
7222         either the insn is executed on every iteration,
7223         or all uses follow that insn in the same basic block),
7224      - its final value can be calculated (this condition is different
7225        than the one above in record_giv)
7226      - it's not used before the it's set
7227      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
7228
7229 #if 0
7230   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
7231   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
7232   v->replaceable = 0;
7233 #endif
7234
7235   if ((final_value = final_giv_value (loop, v))
7236       && (v->always_executed
7237           || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
7238     {
7239       int biv_increment_seen = 0, before_giv_insn = 0;
7240       rtx p = v->insn;
7241       rtx last_giv_use;
7242
7243       v->replaceable = 1;
7244       v->not_replaceable = 0;
7245
7246       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
7247          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
7248          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
7249          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
7250
7251       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
7252          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
7253          that sets the giv, and search around the loop until we come
7254          back to that insn again.
7255
7256          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
7257          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
7258          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
7259          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
7260          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
7261          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
7262          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
7263
7264       last_giv_use = v->insn;
7265
7266       while (1)
7267         {
7268           p = NEXT_INSN (p);
7269           if (p == loop->end)
7270             {
7271               before_giv_insn = 1;
7272               p = NEXT_INSN (loop->start);
7273             }
7274           if (p == v->insn)
7275             break;
7276
7277           if (INSN_P (p))
7278             {
7279               /* It is possible for the BIV increment to use the GIV if we
7280                  have a cycle.  Thus we must be sure to check each insn for
7281                  both BIV and GIV uses, and we must check for BIV uses
7282                  first.  */
7283
7284               if (! biv_increment_seen
7285                   && reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
7286                 biv_increment_seen = 1;
7287
7288               if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
7289                 {
7290                   if (biv_increment_seen || before_giv_insn)
7291                     {
7292                       v->replaceable = 0;
7293                       v->not_replaceable = 1;
7294                       break;
7295                     }
7296                   last_giv_use = p;
7297                 }
7298             }
7299         }
7300
7301       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
7302          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
7303          replaceable.  */
7304
7305       if (v->replaceable)
7306         {
7307           p = v->insn;
7308           while (1)
7309             {
7310               p = NEXT_INSN (p);
7311               if (p == loop->end)
7312                 p = NEXT_INSN (loop->start);
7313               if (p == last_giv_use)
7314                 break;
7315
7316               if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
7317                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
7318                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
7319                        && loop_insn_first_p (loop->start, JUMP_LABEL (p)))
7320                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
7321                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop->end))))
7322                 {
7323                   v->replaceable = 0;
7324                   v->not_replaceable = 1;
7325
7326                   if (loop_dump_stream)
7327                     fprintf (loop_dump_stream,
7328                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
7329
7330                   break;
7331                 }
7332             }
7333         }
7334
7335       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
7336       if (v->replaceable)
7337         v->final_value = final_value;
7338     }
7339
7340   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
7341     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
7342              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
7343 }
7344 \f
7345 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
7346
7347    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
7348    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
7349    another giv.
7350
7351    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
7352    derive another giv once a label has been passed.
7353
7354    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
7355
7356 static void
7357 update_giv_derive (const struct loop *loop, rtx p)
7358 {
7359   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7360   struct iv_class *bl;
7361   struct induction *biv, *giv;
7362   rtx tem;
7363   int dummy;
7364
7365   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
7366
7367      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
7368      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
7369      derive any givs after a label is passed.
7370
7371      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
7372      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
7373      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
7374      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
7375      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
7376      sub-cases within this case.
7377
7378      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
7379      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
7380      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
7381      this extra tracking doesn't seem worth it).
7382
7383      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
7384      executed multiple times.  We are actually only concerned about
7385      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
7386      on the jump again here.
7387
7388      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
7389      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
7390      the giv cannot derive further givs.  */
7391
7392   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
7393     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7394       if (LABEL_P (p) || JUMP_P (p)
7395           || biv->insn == p)
7396         {
7397           /* Skip if location is the same as a previous one.  */
7398           if (biv->same)
7399             continue;
7400
7401           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
7402             {
7403               /* If cant_derive is already true, there is no point in
7404                  checking all of these conditions again.  */
7405               if (giv->cant_derive)
7406                 continue;
7407
7408               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
7409                  it cannot derive anything.  */
7410               if (LABEL_P (p) && ! giv->always_computable)
7411                 giv->cant_derive = 1;
7412
7413               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
7414                  they are really invariants.  Also skip those that are
7415                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
7416                  any biv update.  */
7417               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
7418                 continue;
7419
7420               /* The only way we can allow this giv to derive another
7421                  is if this is a biv increment and we can form the product
7422                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
7423                  be able to compute a compensation.  */
7424               else if (biv->insn == p)
7425                 {
7426                   rtx ext_val_dummy;
7427
7428                   tem = 0;
7429                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
7430                     tem = simplify_giv_expr (loop,
7431                                              gen_rtx_MULT (giv->mode,
7432                                                            biv->add_val,
7433                                                            giv->mult_val),
7434                                              &ext_val_dummy, &dummy);
7435
7436                   if (tem && giv->derive_adjustment)
7437                     tem = simplify_giv_expr
7438                       (loop,
7439                        gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
7440                        &ext_val_dummy, &dummy);
7441
7442                   if (tem)
7443                     giv->derive_adjustment = tem;
7444                   else
7445                     giv->cant_derive = 1;
7446                 }
7447               else if ((LABEL_P (p) && ! biv->always_computable)
7448                        || (JUMP_P (p) && biv->maybe_multiple))
7449                 giv->cant_derive = 1;
7450             }
7451         }
7452 }
7453 \f
7454 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
7455    X is the source of insn P, or a part of it.
7456    MODE is the mode in which X should be interpreted.
7457
7458    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
7459    We accept patterns of these forms:
7460      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
7461      REG = INVARIANT + REG
7462
7463    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
7464    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
7465    we found the additive term into *LOCATION.
7466
7467    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
7468    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
7469
7470    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
7471    whose mode was promoted.  In that case, an increment
7472    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
7473    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
7474    into the variable.
7475
7476    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
7477    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
7478    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
7479    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
7480
7481    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
7482    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
7483    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
7484    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
7485    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
7486    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
7487    not ZERO_EXTEND.
7488
7489    If we cannot find a biv, we return 0.  */
7490
7491 static int
7492 basic_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, enum machine_mode mode,
7493                      rtx dest_reg, rtx p, rtx *inc_val, rtx *mult_val,
7494                      rtx **location)
7495 {
7496   enum rtx_code code;
7497   rtx *argp, arg;
7498   rtx insn, set = 0, last, inc;
7499
7500   code = GET_CODE (x);
7501   *location = NULL;
7502   switch (code)
7503     {
7504     case PLUS:
7505       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
7506           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
7507               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
7508               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
7509         {
7510           argp = &XEXP (x, 1);
7511         }
7512       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
7513                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
7514                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
7515                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
7516         {
7517           argp = &XEXP (x, 0);
7518         }
7519       else
7520         return 0;
7521
7522       arg = *argp;
7523       if (loop_invariant_p (loop, arg) != 1)
7524         return 0;
7525
7526       /* convert_modes can emit new instructions, e.g. when arg is a loop
7527          invariant MEM and dest_reg has a different mode.
7528          These instructions would be emitted after the end of the function
7529          and then *inc_val would be an uninitialized pseudo.
7530          Detect this and bail in this case.
7531          Other alternatives to solve this can be introducing a convert_modes
7532          variant which is allowed to fail but not allowed to emit new
7533          instructions, emit these instructions before loop start and let
7534          it be garbage collected if *inc_val is never used or saving the
7535          *inc_val initialization sequence generated here and when *inc_val
7536          is going to be actually used, emit it at some suitable place.  */
7537       last = get_last_insn ();
7538       inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
7539       if (get_last_insn () != last)
7540         {
7541           delete_insns_since (last);
7542           return 0;
7543         }
7544
7545       *inc_val = inc;
7546       *mult_val = const1_rtx;
7547       *location = argp;
7548       return 1;
7549
7550     case SUBREG:
7551       /* If what's inside the SUBREG is a BIV, then the SUBREG.  This will
7552          handle addition of promoted variables.
7553          ??? The comment at the start of this function is wrong: promoted
7554          variable increments don't look like it says they do.  */
7555       return basic_induction_var (loop, SUBREG_REG (x),
7556                                   GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
7557                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7558
7559     case REG:
7560       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
7561          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
7562
7563       /* If this sets a register to itself, we would repeat any previous
7564          biv increment if we applied this strategy blindly.  */
7565       if (rtx_equal_p (dest_reg, x))
7566         return 0;
7567
7568       insn = p;
7569       while (1)
7570         {
7571           rtx dest;
7572           do
7573             {
7574               insn = PREV_INSN (insn);
7575             }
7576           while (insn && NOTE_P (insn)
7577                  && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7578
7579           if (!insn)
7580             break;
7581           set = single_set (insn);
7582           if (set == 0)
7583             break;
7584           dest = SET_DEST (set);
7585           if (dest == x
7586               || (GET_CODE (dest) == SUBREG
7587                   && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (dest)) <= UNITS_PER_WORD)
7588                   && (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest)) == MODE_INT)
7589                   && SUBREG_REG (dest) == x))
7590             return basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
7591                                         (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
7592                                          ? GET_MODE (x)
7593                                          : GET_MODE (SET_SRC (set))),
7594                                         dest_reg, insn,
7595                                         inc_val, mult_val, location);
7596
7597           while (GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
7598                  || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
7599                  || GET_CODE (dest) == SUBREG
7600                  || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
7601             dest = XEXP (dest, 0);
7602           if (dest == x)
7603             break;
7604         }
7605       /* Fall through.  */
7606
7607       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
7608          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
7609          as a biv of the outer loop,
7610          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
7611     case MEM:
7612       if (loop_invariant_p (loop, x) != 1)
7613         return 0;
7614     case CONST_INT:
7615     case SYMBOL_REF:
7616     case CONST:
7617       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
7618          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
7619          would be a useful iterator anyways.  convert_modes aborts if we try to
7620          convert a float mode to non-float or vice versa too.  */
7621       if (loop->level == 1
7622           && GET_MODE_CLASS (mode) == GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg))
7623           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC)
7624         {
7625           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
7626           last = get_last_insn ();
7627           inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
7628           if (get_last_insn () != last)
7629             {
7630               delete_insns_since (last);
7631               return 0;
7632             }
7633
7634           *inc_val = inc;
7635           *mult_val = const0_rtx;
7636           return 1;
7637         }
7638       else
7639         return 0;
7640
7641     case SIGN_EXTEND:
7642       /* Ignore this BIV if signed arithmetic overflow is defined.  */
7643       if (flag_wrapv)
7644         return 0;
7645       return basic_induction_var (loop, XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7646                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7647
7648     case ASHIFTRT:
7649       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
7650       for (insn = PREV_INSN (p);
7651            (insn && NOTE_P (insn)
7652             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7653            insn = PREV_INSN (insn))
7654         ;
7655
7656       if (insn)
7657         set = single_set (insn);
7658
7659       if (! rtx_equal_p (dest_reg, XEXP (x, 0))
7660           && set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
7661           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
7662           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
7663           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
7664           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
7665         return basic_induction_var (loop, XEXP (SET_SRC (set), 0),
7666                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7667                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
7668                                     location);
7669       return 0;
7670
7671     default:
7672       return 0;
7673     }
7674 }
7675 \f
7676 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
7677    function   of a basic induction variable,
7678    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
7679    The coefficients can be any loop invariant quantity.
7680    A giv need not be computed directly from the biv;
7681    it can be computed by way of other givs.  */
7682
7683 /* Determine whether X computes a giv.
7684    If it does, return a nonzero value
7685      which is the benefit from eliminating the computation of X;
7686    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
7687    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
7688      such that the value of X is biv * mult + add;  */
7689
7690 static int
7691 general_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, rtx *src_reg,
7692                        rtx *add_val, rtx *mult_val, rtx *ext_val,
7693                        int is_addr, int *pbenefit,
7694                        enum machine_mode addr_mode)
7695 {
7696   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7697   rtx orig_x = x;
7698
7699   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
7700   if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
7701     return 0;
7702
7703   *pbenefit = 0;
7704   *ext_val = NULL_RTX;
7705   x = simplify_giv_expr (loop, x, ext_val, pbenefit);
7706   if (x == 0)
7707     return 0;
7708
7709   switch (GET_CODE (x))
7710     {
7711     case USE:
7712     case CONST_INT:
7713       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
7714          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
7715          with.  */
7716       *src_reg = ivs->list->biv->dest_reg;
7717       *mult_val = const0_rtx;
7718       *add_val = x;
7719       break;
7720
7721     case REG:
7722       /* This is equivalent to a BIV.  */
7723       *src_reg = x;
7724       *mult_val = const1_rtx;
7725       *add_val = const0_rtx;
7726       break;
7727
7728     case PLUS:
7729       /* Either (plus (biv) (invar)) or
7730          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
7731       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
7732         {
7733           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
7734           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
7735         }
7736       else
7737         {
7738           *src_reg = XEXP (x, 0);
7739           *mult_val = const1_rtx;
7740         }
7741       *add_val = XEXP (x, 1);
7742       break;
7743
7744     case MULT:
7745       /* ADD_VAL is zero.  */
7746       *src_reg = XEXP (x, 0);
7747       *mult_val = XEXP (x, 1);
7748       *add_val = const0_rtx;
7749       break;
7750
7751     default:
7752       abort ();
7753     }
7754
7755   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
7756      unless they are CONST_INT).  */
7757   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
7758     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
7759   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
7760     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
7761
7762   if (is_addr)
7763     *pbenefit += address_cost (orig_x, addr_mode) - reg_address_cost;
7764   else
7765     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
7766
7767   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
7768      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
7769      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
7770   return 1;
7771 }
7772 \f
7773 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
7774    We will canonicalize it to be of the form
7775         (plus (mult (BIV) (invar_1))
7776               (invar_2))
7777    with possible degeneracies.
7778
7779    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
7780    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
7781    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
7782    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
7783
7784    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
7785    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
7786    returns 0.
7787
7788    For a nonzero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
7789    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
7790
7791    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
7792
7793 static rtx sge_plus (enum machine_mode, rtx, rtx);
7794 static rtx sge_plus_constant (rtx, rtx);
7795
7796 static rtx
7797 simplify_giv_expr (const struct loop *loop, rtx x, rtx *ext_val, int *benefit)
7798 {
7799   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7800   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
7801   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
7802   rtx arg0, arg1;
7803   rtx tem;
7804
7805   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
7806      mode, this can't be a giv.  */
7807   if (mode != VOIDmode
7808       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
7809           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
7810     return NULL_RTX;
7811
7812   switch (GET_CODE (x))
7813     {
7814     case PLUS:
7815       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7816       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7817       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7818         return NULL_RTX;
7819
7820       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
7821       if ((GET_CODE (arg0) == USE
7822            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7823           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
7824                  && GET_CODE (arg1) == USE)
7825                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
7826         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7827
7828       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
7829       if (arg1 == const0_rtx)
7830         return arg0;
7831       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
7832         switch (GET_CODE (arg0))
7833           {
7834           case CONST_INT:
7835           case USE:
7836             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
7837                addition operation inside a USE and return it.  */
7838             if (GET_CODE (arg0) == USE)
7839               arg0 = XEXP (arg0, 0);
7840             if (GET_CODE (arg1) == USE)
7841               arg1 = XEXP (arg1, 0);
7842
7843             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7844               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7845             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
7846               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
7847             else
7848               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
7849
7850             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
7851               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
7852             return tem;
7853
7854           case REG:
7855           case MULT:
7856             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
7857             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
7858
7859           case PLUS:
7860             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
7861             return
7862               simplify_giv_expr (loop,
7863                                  gen_rtx_PLUS (mode,
7864                                                XEXP (arg0, 0),
7865                                                gen_rtx_PLUS (mode,
7866                                                              XEXP (arg0, 1),
7867                                                              arg1)),
7868                                  ext_val, benefit);
7869
7870           default:
7871             abort ();
7872           }
7873
7874       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
7875          MULT to reduce cases.  */
7876       if (REG_P (arg0))
7877         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
7878       if (REG_P (arg1))
7879         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
7880
7881       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7882          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7883          Recurse to associate the second PLUS.  */
7884       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
7885         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7886
7887       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
7888         return
7889           simplify_giv_expr (loop,
7890                              gen_rtx_PLUS (mode,
7891                                            gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
7892                                                          XEXP (arg1, 0)),
7893                                            XEXP (arg1, 1)),
7894                              ext_val, benefit);
7895
7896       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
7897       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
7898         return NULL_RTX;
7899
7900       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
7901         return NULL_RTX;
7902
7903       return simplify_giv_expr (loop,
7904                                 gen_rtx_MULT (mode,
7905                                               XEXP (arg0, 0),
7906                                               gen_rtx_PLUS (mode,
7907                                                             XEXP (arg0, 1),
7908                                                             XEXP (arg1, 1))),
7909                                 ext_val, benefit);
7910
7911     case MINUS:
7912       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
7913       return simplify_giv_expr (loop,
7914                                 gen_rtx_PLUS (mode,
7915                                               XEXP (x, 0),
7916                                               gen_rtx_MULT (mode,
7917                                                             XEXP (x, 1),
7918                                                             constm1_rtx)),
7919                                 ext_val, benefit);
7920
7921     case MULT:
7922       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7923       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7924       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7925         return NULL_RTX;
7926
7927       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
7928       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7929           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
7930         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7931
7932       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
7933       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
7934         return NULL_RTX;
7935
7936       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
7937       if (arg1 == const0_rtx)
7938         return const0_rtx;
7939
7940       else if (arg1 == const1_rtx)
7941         return arg0;
7942
7943       switch (GET_CODE (arg0))
7944         {
7945         case REG:
7946           /* biv * invar.  Done.  */
7947           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
7948
7949         case CONST_INT:
7950           /* Product of two constants.  */
7951           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
7952
7953         case USE:
7954           /* invar * invar is a giv, but attempt to simplify it somehow.  */
7955           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
7956             return NULL_RTX;
7957
7958           arg0 = XEXP (arg0, 0);
7959           if (GET_CODE (arg0) == MULT)
7960             {
7961               /* (invar_0 * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
7962               return simplify_giv_expr (loop,
7963                                         gen_rtx_MULT (mode,
7964                                                       XEXP (arg0, 0),
7965                                                       gen_rtx_MULT (mode,
7966                                                                     XEXP (arg0,
7967                                                                           1),
7968                                                                     arg1)),
7969                                         ext_val, benefit);
7970             }
7971           /* Propagate the MULT expressions to the innermost nodes.  */
7972           else if (GET_CODE (arg0) == PLUS)
7973             {
7974               /* (invar_0 + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
7975               return simplify_giv_expr (loop,
7976                                         gen_rtx_PLUS (mode,
7977                                                       gen_rtx_MULT (mode,
7978                                                                     XEXP (arg0,
7979                                                                           0),
7980                                                                     arg1),
7981                                                       gen_rtx_MULT (mode,
7982                                                                     XEXP (arg0,
7983                                                                           1),
7984                                                                     arg1)),
7985                                         ext_val, benefit);
7986             }
7987           return gen_rtx_USE (mode, gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1));
7988
7989         case MULT:
7990           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
7991           return simplify_giv_expr (loop,
7992                                     gen_rtx_MULT (mode,
7993                                                   XEXP (arg0, 0),
7994                                                   gen_rtx_MULT (mode,
7995                                                                 XEXP (arg0, 1),
7996                                                                 arg1)),
7997                                     ext_val, benefit);
7998
7999         case PLUS:
8000           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
8001           return simplify_giv_expr (loop,
8002                                     gen_rtx_PLUS (mode,
8003                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8004                                                                 XEXP (arg0, 0),
8005                                                                 arg1),
8006                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8007                                                                 XEXP (arg0, 1),
8008                                                                 arg1)),
8009                                     ext_val, benefit);
8010
8011         default:
8012           abort ();
8013         }
8014
8015     case ASHIFT:
8016       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
8017       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
8018         return 0;
8019
8020       return
8021         simplify_giv_expr (loop,
8022                            gen_rtx_MULT (mode,
8023                                          XEXP (x, 0),
8024                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
8025                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
8026                            ext_val, benefit);
8027
8028     case NEG:
8029       /* "-a" is "a * (-1)" */
8030       return simplify_giv_expr (loop,
8031                                 gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
8032                                 ext_val, benefit);
8033
8034     case NOT:
8035       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
8036       return simplify_giv_expr (loop,
8037                                 gen_rtx_MINUS (mode,
8038                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
8039                                                const1_rtx),
8040                                 ext_val, benefit);
8041
8042     case USE:
8043       /* Already in proper form for invariant.  */
8044       return x;
8045
8046     case SIGN_EXTEND:
8047     case ZERO_EXTEND:
8048     case TRUNCATE:
8049       /* Conditionally recognize extensions of simple IVs.  After we've
8050          computed loop traversal counts and verified the range of the
8051          source IV, we'll reevaluate this as a GIV.  */
8052       if (*ext_val == NULL_RTX)
8053         {
8054           arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
8055           if (arg0 && *ext_val == NULL_RTX && REG_P (arg0))
8056             {
8057               *ext_val = gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (x), mode, arg0);
8058               return arg0;
8059             }
8060         }
8061       goto do_default;
8062
8063     case REG:
8064       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
8065       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
8066         return 0;
8067
8068       /* Check for biv or giv.  */
8069       switch (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)))
8070         {
8071         case BASIC_INDUCT:
8072           return x;
8073         case GENERAL_INDUCT:
8074           {
8075             struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (x));
8076
8077             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
8078                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
8079
8080             /* Increasing the benefit here is risky.  The only case in which it
8081                is arguably correct is if this is the only use of V.  In other
8082                cases, this will artificially inflate the benefit of the current
8083                giv, and lead to suboptimal code.  Thus, it is disabled, since
8084                potentially not reducing an only marginally beneficial giv is
8085                less harmful than reducing many givs that are not really
8086                beneficial.  */
8087             {
8088               rtx single_use = regs->array[REGNO (x)].single_usage;
8089               if (single_use && single_use != const0_rtx)
8090                 *benefit += v->benefit;
8091             }
8092
8093             if (v->cant_derive)
8094               return 0;
8095
8096             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
8097                                                     v->src_reg, v->mult_val),
8098                                 v->add_val);
8099
8100             if (v->derive_adjustment)
8101               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
8102             arg0 = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val, benefit);
8103             if (*ext_val)
8104               {
8105                 if (!v->ext_dependent)
8106                   return arg0;
8107               }
8108             else
8109               {
8110                 *ext_val = v->ext_dependent;
8111                 return arg0;
8112               }
8113             return 0;
8114           }
8115
8116         default:
8117         do_default:
8118           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
8119              may be able to simplify things further by looking through
8120              the bits we just moved outside the loop.  */
8121           if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8122             {
8123               struct movable *m;
8124               struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
8125
8126               for (m = movables->head; m; m = m->next)
8127                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
8128                   {
8129                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
8130
8131                     /* If we match another movable, we must use that, as
8132                        this one is going away.  */
8133                     if (m->match)
8134                       return simplify_giv_expr (loop, m->match->set_dest,
8135                                                 ext_val, benefit);
8136
8137                     /* If consec is nonzero, this is a member of a group of
8138                        instructions that were moved together.  We handle this
8139                        case only to the point of seeking to the last insn and
8140                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
8141                     if (m->consec != 0)
8142                       {
8143                         int i = m->consec;
8144                         tem = m->insn;
8145                         do
8146                           {
8147                             tem = NEXT_INSN (tem);
8148                           }
8149                         while (--i > 0);
8150
8151                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
8152                         if (tem)
8153                           tem = XEXP (tem, 0);
8154                       }
8155                     else
8156                       {
8157                         tem = single_set (m->insn);
8158                         if (tem)
8159                           tem = SET_SRC (tem);
8160                       }
8161
8162                     if (tem)
8163                       {
8164                         /* What we are most interested in is pointer
8165                            arithmetic on invariants -- only take
8166                            patterns we may be able to do something with.  */
8167                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
8168                             || GET_CODE (tem) == MULT
8169                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
8170                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
8171                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
8172                           {
8173                             tem = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val,
8174                                                      benefit);
8175                             if (tem)
8176                               return tem;
8177                           }
8178                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
8179                                  && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
8180                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8181                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
8182                           {
8183                             tem = simplify_giv_expr (loop, XEXP (tem, 0),
8184                                                      ext_val, benefit);
8185                             if (tem)
8186                               return tem;
8187                           }
8188                       }
8189                     break;
8190                   }
8191             }
8192           break;
8193         }
8194
8195       /* Fall through to general case.  */
8196     default:
8197       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
8198          Otherwise, not giv.  */
8199       if (GET_CODE (x) == USE)
8200         x = XEXP (x, 0);
8201
8202       if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8203         {
8204           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8205             return x;
8206           if (GET_CODE (x) == CONST
8207               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8208               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8209               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
8210             x = XEXP (x, 0);
8211           return gen_rtx_USE (mode, x);
8212         }
8213       else
8214         return 0;
8215     }
8216 }
8217
8218 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
8219    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
8220
8221 static rtx
8222 sge_plus_constant (rtx x, rtx c)
8223 {
8224   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8225     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
8226   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
8227     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
8228   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
8229     {
8230       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
8231                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
8232     }
8233   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8234            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
8235     {
8236       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8237                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
8238     }
8239   else
8240     {
8241       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8242                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
8243     }
8244 }
8245
8246 static rtx
8247 sge_plus (enum machine_mode mode, rtx x, rtx y)
8248 {
8249   while (GET_CODE (y) == PLUS)
8250     {
8251       rtx a = XEXP (y, 0);
8252       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8253         x = sge_plus_constant (x, a);
8254       else
8255         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
8256       y = XEXP (y, 1);
8257     }
8258   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
8259     x = sge_plus_constant (x, y);
8260   else
8261     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
8262   return x;
8263 }
8264 \f
8265 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
8266    for example,
8267       giv = biv * M
8268       giv = giv + A
8269    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
8270    we check that all other insns that set the same register follow
8271    immediately after P, that they alter nothing else,
8272    and that the result of the last is still a giv.
8273
8274    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
8275    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
8276    all the consecutive insns that compute the value.
8277
8278    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
8279    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
8280
8281    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
8282    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
8283
8284 static int
8285 consec_sets_giv (const struct loop *loop, int first_benefit, rtx p,
8286                  rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx *add_val, rtx *mult_val,
8287                  rtx *ext_val, rtx *last_consec_insn)
8288 {
8289   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
8290   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
8291   int count;
8292   enum rtx_code code;
8293   int benefit;
8294   rtx temp;
8295   rtx set;
8296
8297   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
8298      each insn of the multi-insn sequence.
8299
8300      This induction structure will be used only by the call to
8301      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
8302      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
8303      a new induction structure.  */
8304   struct induction *v;
8305
8306   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != UNKNOWN_INDUCT)
8307     return 0;
8308
8309   v = alloca (sizeof (struct induction));
8310   v->src_reg = src_reg;
8311   v->mult_val = *mult_val;
8312   v->add_val = *add_val;
8313   v->benefit = first_benefit;
8314   v->cant_derive = 0;
8315   v->derive_adjustment = 0;
8316   v->ext_dependent = NULL_RTX;
8317
8318   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
8319   REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
8320
8321   count = regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set - 1;
8322
8323   while (count > 0)
8324     {
8325       p = NEXT_INSN (p);
8326       code = GET_CODE (p);
8327
8328       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
8329       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
8330         p = XEXP (temp, 0);
8331
8332       if (code == INSN
8333           && (set = single_set (p))
8334           && REG_P (SET_DEST (set))
8335           && SET_DEST (set) == dest_reg
8336           && (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg,
8337                                      add_val, mult_val, ext_val, 0,
8338                                      &benefit, VOIDmode)
8339               /* Giv created by equivalent expression.  */
8340               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
8341                   && general_induction_var (loop, XEXP (temp, 0), &src_reg,
8342                                             add_val, mult_val, ext_val, 0,
8343                                             &benefit, VOIDmode)))
8344           && src_reg == v->src_reg)
8345         {
8346           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
8347             benefit += libcall_benefit (p);
8348
8349           count--;
8350           v->mult_val = *mult_val;
8351           v->add_val = *add_val;
8352           v->benefit += benefit;
8353         }
8354       else if (code != NOTE)
8355         {
8356           /* Allow insns that set something other than this giv to a
8357              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
8358              include long constants and should not disqualify a giv.  */
8359           if (code == INSN
8360               && (set = single_set (p))
8361               && SET_DEST (set) != dest_reg
8362               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
8363             continue;
8364
8365           REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8366           return 0;
8367         }
8368     }
8369
8370   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8371   *last_consec_insn = p;
8372   return v->benefit;
8373 }
8374 \f
8375 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8376    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
8377    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
8378
8379    To perform the computation, we note that
8380         G1 = x * v + a          and
8381         G2 = y * v + b
8382    where `v' is the biv.
8383
8384    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
8385
8386    Note that MULT = y/x.
8387
8388    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
8389    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
8390    subtracting variables.  */
8391
8392 static rtx
8393 express_from_1 (rtx a, rtx b, rtx mult)
8394 {
8395   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
8396
8397   if (mult == const0_rtx)
8398     return b;
8399
8400   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
8401      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
8402      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
8403      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
8404
8405   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
8406     return NULL_RTX;
8407
8408   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
8409      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
8410      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
8411      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
8412      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
8413
8414   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
8415     {
8416       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
8417
8418       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8419       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
8420         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
8421
8422       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
8423       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
8424         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
8425
8426       if (rtx_equal_p (ra, rb))
8427         /* We matched: remove one reg completely.  */
8428         a = oa, b = ob;
8429       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
8430         /* An alternate match.  */
8431         a = oa, b = rb;
8432       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
8433         /* An alternate match.  */
8434         a = ra, b = ob;
8435       else
8436         {
8437           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
8438              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
8439           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
8440           if (ob == NULL_RTX)
8441             return NULL_RTX;
8442           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
8443         }
8444     }
8445
8446   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
8447      get rid of everything but a constant.  */
8448
8449   if (GET_CODE (a) == PLUS)
8450     {
8451       rtx ra, oa;
8452
8453       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8454       if (rtx_equal_p (oa, b))
8455         oa = ra;
8456       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
8457         return NULL_RTX;
8458
8459       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
8460         return NULL_RTX;
8461
8462       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
8463     }
8464   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8465     {
8466       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
8467     }
8468   else if (CONSTANT_P (a))
8469     {
8470       enum machine_mode mode_a = GET_MODE (a);
8471       enum machine_mode mode_b = GET_MODE (b);
8472       enum machine_mode mode = mode_b == VOIDmode ? mode_a : mode_b;
8473       return simplify_gen_binary (MINUS, mode, b, a);
8474     }
8475   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
8476     {
8477       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
8478         return XEXP (b, 1);
8479       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
8480         return XEXP (b, 0);
8481       else
8482         return NULL_RTX;
8483     }
8484   else if (rtx_equal_p (a, b))
8485     return const0_rtx;
8486
8487   return NULL_RTX;
8488 }
8489
8490 static rtx
8491 express_from (struct induction *g1, struct induction *g2)
8492 {
8493   rtx mult, add;
8494
8495   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
8496      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
8497      for notation) is also an integer.  */
8498   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
8499       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
8500     {
8501       if (g1->mult_val == const0_rtx
8502           || (g1->mult_val == constm1_rtx
8503               && INTVAL (g2->mult_val)
8504                  == (HOST_WIDE_INT) 1 << (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1))
8505           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
8506         return NULL_RTX;
8507       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
8508     }
8509   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
8510     mult = const1_rtx;
8511   else
8512     {
8513       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
8514       return NULL_RTX;
8515     }
8516
8517   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
8518   if (add == NULL_RTX)
8519     {
8520       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
8521          scale G1's addend and try again.  */
8522       if (INTVAL (mult) > 1)
8523         {
8524           rtx g1_add_val = g1->add_val;
8525           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
8526               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
8527             {
8528               HOST_WIDE_INT m;
8529               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
8530               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
8531                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
8532             }
8533           else
8534             {
8535               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
8536                                          mult);
8537             }
8538
8539           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
8540         }
8541     }
8542   if (add == NULL_RTX)
8543     return NULL_RTX;
8544
8545   /* Form simplified final result.  */
8546   if (mult == const0_rtx)
8547     return add;
8548   else if (mult == const1_rtx)
8549     mult = g1->dest_reg;
8550   else
8551     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
8552
8553   if (add == const0_rtx)
8554     return mult;
8555   else
8556     {
8557       if (GET_CODE (add) == PLUS
8558           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
8559         {
8560           rtx tem = XEXP (add, 1);
8561           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
8562           add = tem;
8563         }
8564
8565       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
8566     }
8567 }
8568 \f
8569 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8570    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
8571    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
8572    used to represent G1.  */
8573
8574 static rtx
8575 combine_givs_p (struct induction *g1, struct induction *g2)
8576 {
8577   rtx comb, ret;
8578
8579   /* With the introduction of ext dependent givs, we must care for modes.
8580      G2 must not use a wider mode than G1.  */
8581   if (GET_MODE_SIZE (g1->mode) < GET_MODE_SIZE (g2->mode))
8582     return NULL_RTX;
8583
8584   ret = comb = express_from (g1, g2);
8585   if (comb == NULL_RTX)
8586     return NULL_RTX;
8587   if (g1->mode != g2->mode)
8588     ret = gen_lowpart (g2->mode, comb);
8589
8590   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
8591      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
8592      rtx_equal_p is a weaker test.  */
8593   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
8594      combination to be the other way round.  */
8595   if (comb == g1->dest_reg
8596       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
8597     {
8598       return ret;
8599     }
8600
8601   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
8602      as an address and no more expensive than using a register for G2,
8603      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
8604   if (ret != NULL_RTX
8605       && g2->giv_type == DEST_ADDR
8606       && memory_address_p (GET_MODE (g2->mem), ret))
8607     return ret;
8608
8609   return NULL_RTX;
8610 }
8611 \f
8612 /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
8613    root biv is safe from wrapping in the interior mode, which would
8614    make the giv illegal.  */
8615
8616 static void
8617 check_ext_dependent_givs (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
8618 {
8619   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
8620   int ze_ok = 0, se_ok = 0, info_ok = 0;
8621   enum machine_mode biv_mode = GET_MODE (bl->biv->src_reg);
8622   HOST_WIDE_INT start_val;
8623   unsigned HOST_WIDE_INT u_end_val = 0;
8624   unsigned HOST_WIDE_INT u_start_val = 0;
8625   rtx incr = pc_rtx;
8626   struct induction *v;
8627
8628   /* Make sure the iteration data is available.  We must have
8629      constants in order to be certain of no overflow.  */
8630   if (loop_info->n_iterations > 0
8631       && bl->initial_value
8632       && GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
8633       && (incr = biv_total_increment (bl))
8634       && GET_CODE (incr) == CONST_INT
8635       /* Make sure the host can represent the arithmetic.  */
8636       && HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= GET_MODE_BITSIZE (biv_mode))
8637     {
8638       unsigned HOST_WIDE_INT abs_incr, total_incr;
8639       HOST_WIDE_INT s_end_val;
8640       int neg_incr;
8641
8642       info_ok = 1;
8643       start_val = INTVAL (bl->initial_value);
8644       u_start_val = start_val;
8645
8646       neg_incr = 0, abs_incr = INTVAL (incr);
8647       if (INTVAL (incr) < 0)
8648         neg_incr = 1, abs_incr = -abs_incr;
8649       total_incr = abs_incr * loop_info->n_iterations;
8650
8651       /* Check for host arithmetic overflow.  */
8652       if (total_incr / loop_info->n_iterations == abs_incr)
8653         {
8654           unsigned HOST_WIDE_INT u_max;
8655           HOST_WIDE_INT s_max;
8656
8657           u_end_val = start_val + (neg_incr ? -total_incr : total_incr);
8658           s_end_val = u_end_val;
8659           u_max = GET_MODE_MASK (biv_mode);
8660           s_max = u_max >> 1;
8661
8662           /* Check zero extension of biv ok.  */
8663           if (start_val >= 0
8664               /* Check for host arithmetic overflow.  */
8665               && (neg_incr
8666                   ? u_end_val < u_start_val
8667                   : u_end_val > u_start_val)
8668               /* Check for target arithmetic overflow.  */
8669               && (neg_incr
8670                   ? 1 /* taken care of with host overflow */
8671                   : u_end_val <= u_max))
8672             {
8673               ze_ok = 1;
8674             }
8675
8676           /* Check sign extension of biv ok.  */
8677           /* ??? While it is true that overflow with signed and pointer
8678              arithmetic is undefined, I fear too many programmers don't
8679              keep this fact in mind -- myself included on occasion.
8680              So leave alone with the signed overflow optimizations.  */
8681           if (start_val >= -s_max - 1
8682               /* Check for host arithmetic overflow.  */
8683               && (neg_incr
8684                   ? s_end_val < start_val
8685                   : s_end_val > start_val)
8686               /* Check for target arithmetic overflow.  */
8687               && (neg_incr
8688                   ? s_end_val >= -s_max - 1
8689                   : s_end_val <= s_max))
8690             {
8691               se_ok = 1;
8692             }
8693         }
8694     }
8695
8696   /* If we know the BIV is compared at run-time against an 
8697      invariant value, and the increment is +/- 1, we may also 
8698      be able to prove that the BIV cannot overflow.  */
8699   else if (bl->biv->src_reg == loop_info->iteration_var
8700            && loop_info->comparison_value
8701            && loop_invariant_p (loop, loop_info->comparison_value)
8702            && (incr = biv_total_increment (bl))
8703            && GET_CODE (incr) == CONST_INT)
8704     {
8705       /* If the increment is +1, and the exit test is a <,
8706          the BIV cannot overflow.  (For <=, we have the 
8707          problematic case that the comparison value might
8708          be the maximum value of the range.)  */
8709        if (INTVAL (incr) == 1)
8710          {
8711            if (loop_info->comparison_code == LT)
8712              se_ok = ze_ok = 1;
8713            else if (loop_info->comparison_code == LTU)
8714              ze_ok = 1;
8715          }
8716
8717        /* Likewise for increment -1 and exit test >.  */
8718        if (INTVAL (incr) == -1)
8719          {
8720            if (loop_info->comparison_code == GT)
8721              se_ok = ze_ok = 1;
8722            else if (loop_info->comparison_code == GTU)
8723              ze_ok = 1;
8724          }
8725     }
8726
8727   /* Invalidate givs that fail the tests.  */
8728   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8729     if (v->ext_dependent)
8730       {
8731         enum rtx_code code = GET_CODE (v->ext_dependent);
8732         int ok = 0;
8733
8734         switch (code)
8735           {
8736           case SIGN_EXTEND:
8737             ok = se_ok;
8738             break;
8739           case ZERO_EXTEND:
8740             ok = ze_ok;
8741             break;
8742
8743           case TRUNCATE:
8744             /* We don't know whether this value is being used as either
8745                signed or unsigned, so to safely truncate we must satisfy
8746                both.  The initial check here verifies the BIV itself;
8747                once that is successful we may check its range wrt the
8748                derived GIV.  This works only if we were able to determine
8749                constant start and end values above.  */
8750             if (se_ok && ze_ok && info_ok)
8751               {
8752                 enum machine_mode outer_mode = GET_MODE (v->ext_dependent);
8753                 unsigned HOST_WIDE_INT max = GET_MODE_MASK (outer_mode) >> 1;
8754
8755                 /* We know from the above that both endpoints are nonnegative,
8756                    and that there is no wrapping.  Verify that both endpoints
8757                    are within the (signed) range of the outer mode.  */
8758                 if (u_start_val <= max && u_end_val <= max)
8759                   ok = 1;
8760               }
8761             break;
8762
8763           default:
8764             abort ();
8765           }
8766
8767         if (ok)
8768           {
8769             if (loop_dump_stream)
8770               {
8771                 fprintf (loop_dump_stream,
8772                          "Verified ext dependent giv at %d of reg %d\n",
8773                          INSN_UID (v->insn), bl->regno);
8774               }
8775           }
8776         else
8777           {
8778             if (loop_dump_stream)
8779               {
8780                 const char *why;
8781
8782                 if (info_ok)
8783                   why = "biv iteration values overflowed";
8784                 else
8785                   {
8786                     if (incr == pc_rtx)
8787                       incr = biv_total_increment (bl);
8788                     if (incr == const1_rtx)
8789                       why = "biv iteration info incomplete; incr by 1";
8790                     else
8791                       why = "biv iteration info incomplete";
8792                   }
8793
8794                 fprintf (loop_dump_stream,
8795                          "Failed ext dependent giv at %d, %s\n",
8796                          INSN_UID (v->insn), why);
8797               }
8798             v->ignore = 1;
8799             bl->all_reduced = 0;
8800           }
8801       }
8802 }
8803
8804 /* Generate a version of VALUE in a mode appropriate for initializing V.  */
8805
8806 static rtx
8807 extend_value_for_giv (struct induction *v, rtx value)
8808 {
8809   rtx ext_dep = v->ext_dependent;
8810
8811   if (! ext_dep)
8812     return value;
8813
8814   /* Recall that check_ext_dependent_givs verified that the known bounds
8815      of a biv did not overflow or wrap with respect to the extension for
8816      the giv.  Therefore, constants need no additional adjustment.  */
8817   if (CONSTANT_P (value) && GET_MODE (value) == VOIDmode)
8818     return value;
8819
8820   /* Otherwise, we must adjust the value to compensate for the
8821      differing modes of the biv and the giv.  */
8822   return gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (ext_dep), GET_MODE (ext_dep), value);
8823 }
8824 \f
8825 struct combine_givs_stats
8826 {
8827   int giv_number;
8828   int total_benefit;
8829 };
8830
8831 static int
8832 cmp_combine_givs_stats (const void *xp, const void *yp)
8833 {
8834   const struct combine_givs_stats * const x =
8835     (const struct combine_givs_stats *) xp;
8836   const struct combine_givs_stats * const y =
8837     (const struct combine_givs_stats *) yp;
8838   int d;
8839   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
8840   /* Stabilize the sort.  */
8841   if (!d)
8842     d = x->giv_number - y->giv_number;
8843   return d;
8844 }
8845
8846 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
8847    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
8848    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
8849    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
8850
8851 static void
8852 combine_givs (struct loop_regs *regs, struct iv_class *bl)
8853 {
8854   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
8855   const int extra_benefit = 3;
8856
8857   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
8858   int i, j, k, giv_count;
8859   struct combine_givs_stats *stats;
8860   rtx *can_combine;
8861
8862   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
8863   giv_count = 0;
8864   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
8865     if (!g1->ignore)
8866       giv_count++;
8867
8868   giv_array = alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
8869   i = 0;
8870   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
8871     if (!g1->ignore)
8872       giv_array[i++] = g1;
8873
8874   stats = xcalloc (giv_count, sizeof (*stats));
8875   can_combine = xcalloc (giv_count, giv_count * sizeof (rtx));
8876
8877   for (i = 0; i < giv_count; i++)
8878     {
8879       int this_benefit;
8880       rtx single_use;
8881
8882       g1 = giv_array[i];
8883       stats[i].giv_number = i;
8884
8885       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
8886          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
8887          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
8888          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
8889          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
8890          be seen elsewhere as well.  */
8891       if (g1->giv_type == DEST_REG
8892           && (single_use = regs->array[REGNO (g1->dest_reg)].single_usage)
8893           && single_use != const0_rtx)
8894         continue;
8895
8896       this_benefit = g1->benefit;
8897       /* Add an additional weight for zero addends.  */
8898       if (g1->no_const_addval)
8899         this_benefit += 1;
8900
8901       for (j = 0; j < giv_count; j++)
8902         {
8903           rtx this_combine;
8904
8905           g2 = giv_array[j];
8906           if (g1 != g2
8907               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
8908             {
8909               can_combine[i * giv_count + j] = this_combine;
8910               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
8911             }
8912         }
8913       stats[i].total_benefit = this_benefit;
8914     }
8915
8916   /* Iterate, combining until we can't.  */
8917 restart:
8918   qsort (stats, giv_count, sizeof (*stats), cmp_combine_givs_stats);
8919
8920   if (loop_dump_stream)
8921     {
8922       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
8923       for (k = 0; k < giv_count; k++)
8924         {
8925           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
8926           if (!g1->combined_with && !g1->same)
8927             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
8928                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
8929                      stats[k].total_benefit);
8930         }
8931       putc ('\n', loop_dump_stream);
8932     }
8933
8934   for (k = 0; k < giv_count; k++)
8935     {
8936       int g1_add_benefit = 0;
8937
8938       i = stats[k].giv_number;
8939       g1 = giv_array[i];
8940
8941       /* If it has already been combined, skip.  */
8942       if (g1->combined_with || g1->same)
8943         continue;
8944
8945       for (j = 0; j < giv_count; j++)
8946         {
8947           g2 = giv_array[j];
8948           if (g1 != g2 && can_combine[i * giv_count + j]
8949               /* If it has already been combined, skip.  */
8950               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
8951             {
8952               int l;
8953
8954               g2->new_reg = can_combine[i * giv_count + j];
8955               g2->same = g1;
8956               /* For destination, we now may replace by mem expression instead
8957                  of register.  This changes the costs considerably, so add the
8958                  compensation.  */
8959               if (g2->giv_type == DEST_ADDR)
8960                 g2->benefit = (g2->benefit + reg_address_cost
8961                                - address_cost (g2->new_reg,
8962                                GET_MODE (g2->mem)));
8963               g1->combined_with++;
8964               g1->lifetime += g2->lifetime;
8965
8966               g1_add_benefit += g2->benefit;
8967
8968               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
8969                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
8970                  longer be necessary.  */
8971               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
8972                 g1_add_benefit -= copy_cost;
8973
8974               /* To help optimize the next set of combinations, remove
8975                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
8976               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
8977                 {
8978                   int m = stats[l].giv_number;
8979                   if (can_combine[m * giv_count + j])
8980                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
8981                 }
8982
8983               if (loop_dump_stream)
8984                 fprintf (loop_dump_stream,
8985                          "giv at %d combined with giv at %d; new benefit %d + %d, lifetime %d\n",
8986                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn),
8987                          g1->benefit, g1_add_benefit, g1->lifetime);
8988             }
8989         }
8990
8991       /* To help optimize the next set of combinations, remove
8992          this giv from the benefits of other potential mates.  */
8993       if (g1->combined_with)
8994         {
8995           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
8996             {
8997               int m = stats[j].giv_number;
8998               if (can_combine[m * giv_count + i])
8999                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
9000             }
9001
9002           g1->benefit += g1_add_benefit;
9003
9004           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
9005              Restart the combination so that proper weights for the
9006              rest of the givs are properly taken into account.  */
9007           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
9008              as to not cover old ground.  But sanely compacting
9009              can_combine is tricky.  */
9010           goto restart;
9011         }
9012     }
9013
9014   /* Clean up.  */
9015   free (stats);
9016   free (can_combine);
9017 }
9018 \f
9019 /* Generate sequence for REG = B * M + A.  B is the initial value of
9020    the basic induction variable, M a multiplicative constant, A an
9021    additive constant and REG the destination register.  */
9022
9023 static rtx
9024 gen_add_mult (rtx b,  rtx m, rtx a, rtx reg)
9025 {
9026   rtx seq;
9027   rtx result;
9028
9029   start_sequence ();
9030   /* Use unsigned arithmetic.  */
9031   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9032   if (reg != result)
9033     emit_move_insn (reg, result);
9034   seq = get_insns ();
9035   end_sequence ();
9036
9037   return seq;
9038 }
9039
9040
9041 /* Update registers created in insn sequence SEQ.  */
9042
9043 static void
9044 loop_regs_update (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, rtx seq)
9045 {
9046   rtx insn;
9047
9048   /* Update register info for alias analysis.  */
9049
9050   insn = seq;
9051   while (insn != NULL_RTX)
9052     {
9053       rtx set = single_set (insn);
9054
9055       if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
9056         record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
9057
9058       insn = NEXT_INSN (insn);
9059     }
9060 }
9061
9062
9063 /* EMIT code before BEFORE_BB/BEFORE_INSN to set REG = B * M + A.  B
9064    is the initial value of the basic induction variable, M a
9065    multiplicative constant, A an additive constant and REG the
9066    destination register.  */
9067
9068 static void
9069 loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a,
9070                               rtx reg, basic_block before_bb, rtx before_insn)
9071 {
9072   rtx seq;
9073
9074   if (! before_insn)
9075     {
9076       loop_iv_add_mult_hoist (loop, b, m, a, reg);
9077       return;
9078     }
9079
9080   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9081   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9082
9083   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
9084   update_reg_last_use (a, before_insn);
9085   update_reg_last_use (b, before_insn);
9086   update_reg_last_use (m, before_insn);
9087
9088   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9089      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9090      must do this before inserting the sequence.  */
9091   loop_regs_update (loop, seq);
9092
9093   loop_insn_emit_before (loop, before_bb, before_insn, seq);
9094 }
9095
9096
9097 /* Emit insns in loop pre-header to set REG = B * M + A.  B is the
9098    initial value of the basic induction variable, M a multiplicative
9099    constant, A an additive constant and REG the destination
9100    register.  */
9101
9102 static void
9103 loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9104 {
9105   rtx seq;
9106
9107   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9108   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9109
9110   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.
9111      ???? Is this really necessary?  */
9112   update_reg_last_use (a, loop->sink);
9113   update_reg_last_use (b, loop->sink);
9114   update_reg_last_use (m, loop->sink);
9115
9116   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9117      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9118      must do this before inserting the sequence.  */
9119   loop_regs_update (loop, seq);
9120
9121   loop_insn_sink (loop, seq);
9122 }
9123
9124
9125 /* Emit insns after loop to set REG = B * M + A.  B is the initial
9126    value of the basic induction variable, M a multiplicative constant,
9127    A an additive constant and REG the destination register.  */
9128
9129 static void
9130 loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9131 {
9132   rtx seq;
9133
9134   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9135   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9136
9137   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9138      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9139      must do this before inserting the sequence.  */
9140   loop_regs_update (loop, seq);
9141
9142   loop_insn_hoist (loop, seq);
9143 }
9144
9145
9146
9147 /* Similar to gen_add_mult, but compute cost rather than generating
9148    sequence.  */
9149
9150 static int
9151 iv_add_mult_cost (rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9152 {
9153   int cost = 0;
9154   rtx last, result;
9155
9156   start_sequence ();
9157   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9158   if (reg != result)
9159     emit_move_insn (reg, result);
9160   last = get_last_insn ();
9161   while (last)
9162     {
9163       rtx t = single_set (last);
9164       if (t)
9165         cost += rtx_cost (SET_SRC (t), SET);
9166       last = PREV_INSN (last);
9167     }
9168   end_sequence ();
9169   return cost;
9170 }
9171 \f
9172 /* Test whether A * B can be computed without
9173    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.
9174
9175   ??? This function stinks because it generates a ton of wasted RTL
9176   ??? and as a result fragments GC memory to no end.  There are other
9177   ??? places in the compiler which are invoked a lot and do the same
9178   ??? thing, generate wasted RTL just to see if something is possible.  */
9179
9180 static int
9181 product_cheap_p (rtx a, rtx b)
9182 {
9183   rtx tmp;
9184   int win, n_insns;
9185
9186   /* If only one is constant, make it B.  */
9187   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9188     tmp = a, a = b, b = tmp;
9189
9190   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
9191   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9192     return 1;
9193
9194   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
9195   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
9196     return 0;
9197
9198   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
9199      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
9200      of insns is generated.  */
9201
9202   start_sequence ();
9203   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 1);
9204   tmp = get_insns ();
9205   end_sequence ();
9206
9207   win = 1;
9208   if (tmp == NULL_RTX)
9209     ;
9210   else if (INSN_P (tmp))
9211     {
9212       n_insns = 0;
9213       while (tmp != NULL_RTX)
9214         {
9215           rtx next = NEXT_INSN (tmp);
9216
9217           if (++n_insns > 3
9218               || !NONJUMP_INSN_P (tmp)
9219               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == SET
9220                   && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (tmp))) == MULT)
9221               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == PARALLEL
9222                   && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0)) == SET
9223                   && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0))) == MULT))
9224             {
9225               win = 0;
9226               break;
9227             }
9228
9229           tmp = next;
9230         }
9231     }
9232   else if (GET_CODE (tmp) == SET
9233            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
9234     win = 0;
9235   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
9236            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
9237            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
9238     win = 0;
9239
9240   return win;
9241 }
9242 \f
9243 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
9244    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
9245    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
9246    to see if the optimization can be performed.
9247    Value is nonzero if optimization was performed.  */
9248
9249 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
9250    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
9251    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
9252    faster than one that increments from zero.  */
9253
9254 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
9255    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
9256    final_[bg]iv_value.  */
9257
9258 static int
9259 check_dbra_loop (struct loop *loop, int insn_count)
9260 {
9261   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
9262   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
9263   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
9264   struct iv_class *bl;
9265   rtx reg;
9266   enum machine_mode mode;
9267   rtx jump_label;
9268   rtx final_value;
9269   rtx start_value;
9270   rtx new_add_val;
9271   rtx comparison;
9272   rtx before_comparison;
9273   rtx p;
9274   rtx jump;
9275   rtx first_compare;
9276   int compare_and_branch;
9277   rtx loop_start = loop->start;
9278   rtx loop_end = loop->end;
9279
9280   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
9281      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
9282
9283   jump = PREV_INSN (loop_end);
9284   comparison = get_condition_for_loop (loop, jump);
9285   if (comparison == 0)
9286     return 0;
9287   if (!onlyjump_p (jump))
9288     return 0;
9289
9290   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
9291      two instructions.  */
9292   get_condition (jump, &first_compare, false, true);
9293   if (first_compare == jump)
9294     compare_and_branch = 1;
9295   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
9296     compare_and_branch = 2;
9297   else
9298     return 0;
9299
9300   {
9301     /* If more than one condition is present to control the loop, then
9302        do not proceed, as this function does not know how to rewrite
9303        loop tests with more than one condition.
9304
9305        Look backwards from the first insn in the last comparison
9306        sequence and see if we've got another comparison sequence.  */
9307
9308     rtx jump1;
9309     if ((jump1 = prev_nonnote_insn (first_compare))
9310         && JUMP_P (jump1))
9311         return 0;
9312   }
9313
9314   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
9315      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
9316      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
9317      used between its update and the test insn.  */
9318
9319   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9320     {
9321       if (bl->biv_count == 1
9322           && ! bl->biv->maybe_multiple
9323           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
9324           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9325                                    first_compare))
9326         break;
9327     }
9328
9329   /* Try swapping the comparison to identify a suitable biv.  */
9330   if (!bl)
9331     for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9332       if (bl->biv_count == 1
9333           && ! bl->biv->maybe_multiple
9334           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 1)
9335           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9336                                    first_compare))
9337         {
9338           comparison = gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)),
9339                                        VOIDmode,
9340                                        XEXP (comparison, 1),
9341                                        XEXP (comparison, 0));
9342           break;
9343         }
9344
9345   if (! bl)
9346     return 0;
9347
9348   /* Look for the case where the basic induction variable is always
9349      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
9350      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
9351      m68k DBRA instruction to be used.  */
9352
9353   if (((GET_CODE (comparison) == GT && XEXP (comparison, 1) == constm1_rtx)
9354        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
9355       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9356       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
9357     {
9358       /* Initial value must be greater than 0,
9359          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
9360          the last iteration */
9361
9362       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
9363           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
9364           && (INTVAL (bl->initial_value)
9365               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
9366         {
9367           /* Register always nonnegative, add REG_NOTE to branch.  */
9368           if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9369             REG_NOTES (jump)
9370               = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9371                                    REG_NOTES (jump));
9372           bl->nonneg = 1;
9373
9374           return 1;
9375         }
9376
9377       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
9378          the loop, then we can safely optimize.  */
9379       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
9380         {
9381           if (LABEL_P (p))
9382             break;
9383           if (!JUMP_P (p))
9384             continue;
9385
9386           before_comparison = get_condition_for_loop (loop, p);
9387           if (before_comparison
9388               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
9389               && (GET_CODE (before_comparison) == LT
9390                   || GET_CODE (before_comparison) == LTU)
9391               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
9392               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
9393               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
9394             {
9395               if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9396                 REG_NOTES (jump)
9397                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9398                                        REG_NOTES (jump));
9399               bl->nonneg = 1;
9400
9401               return 1;
9402             }
9403         }
9404     }
9405   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9406            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
9407     {
9408       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
9409       /* Can do this if:
9410          all registers modified are induction variables or invariant,
9411          all memory references have non-overlapping addresses
9412          (obviously true if only one write)
9413          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
9414       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
9415          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
9416          reversed.  We meet this condition by requiring that either
9417          no_use_except_counting is true, or else that there is only
9418          one biv.  */
9419       int num_nonfixed_reads = 0;
9420       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
9421       int no_use_except_counting = 0;
9422       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
9423          which is reversible.  */
9424       int reversible_mem_store = 1;
9425
9426       if (bl->giv_count == 0
9427           && !loop->exit_count
9428           && !loop_info->has_multiple_exit_targets)
9429         {
9430           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
9431           struct iv_class *blt;
9432
9433           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
9434              fall through at the end of the loop, then
9435              see if perhaps there are no uses except to count.  */
9436           no_use_except_counting = 1;
9437           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9438             if (INSN_P (p))
9439               {
9440                 rtx set = single_set (p);
9441
9442                 if (set && REG_P (SET_DEST (set))
9443                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
9444                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
9445                   ;
9446                 else if (!reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
9447                   /* An insn that doesn't mention the biv is okay.  */
9448                   ;
9449                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
9450                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
9451                   {
9452                     /* If either of these insns uses the biv and sets a pseudo
9453                        that has more than one usage, then the biv has uses
9454                        other than counting since it's used to derive a value
9455                        that is used more than one time.  */
9456                     note_stores (PATTERN (p), note_set_pseudo_multiple_uses,
9457                                  regs);
9458                     if (regs->multiple_uses)
9459                       {
9460                         no_use_except_counting = 0;
9461                         break;
9462                       }
9463                   }
9464                 else
9465                   {
9466                     no_use_except_counting = 0;
9467                     break;
9468                   }
9469               }
9470
9471           /* A biv has uses besides counting if it is used to set
9472              another biv.  */
9473           for (blt = ivs->list; blt; blt = blt->next)
9474             if (blt->init_set
9475                 && reg_mentioned_p (bivreg, SET_SRC (blt->init_set)))
9476               {
9477                 no_use_except_counting = 0;
9478                 break;
9479               }
9480         }
9481
9482       if (no_use_except_counting)
9483         /* No need to worry about MEMs.  */
9484         ;
9485       else if (loop_info->num_mem_sets <= 1)
9486         {
9487           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9488             if (INSN_P (p))
9489               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (loop, PATTERN (p));
9490
9491           /* If the loop has a single store, and the destination address is
9492              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
9493              might then have the wrong value at loop exit.
9494              This would work if the source was invariant also, however, in that
9495              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
9496
9497           if (loop_info->num_mem_sets == 1)
9498             {
9499               struct induction *v;
9500
9501               /* If we could prove that each of the memory locations
9502                  written to was different, then we could reverse the
9503                  store -- but we don't presently have any way of
9504                  knowing that.  */
9505               reversible_mem_store = 0;
9506
9507               /* If the store depends on a register that is set after the
9508                  store, it depends on the initial value, and is thus not
9509                  reversible.  */
9510               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
9511                 {
9512                   if (v->giv_type == DEST_REG
9513                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
9514                                           PATTERN (loop_info->first_loop_store_insn))
9515                       && loop_insn_first_p (loop_info->first_loop_store_insn,
9516                                             v->insn))
9517                     reversible_mem_store = 0;
9518                 }
9519             }
9520         }
9521       else
9522         return 0;
9523
9524       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
9525          the memory address check by only reversing loops with
9526          zero or one memory access.
9527          Two memory accesses could involve parts of the same array,
9528          and that can't be reversed.
9529          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
9530          about all these things.  */
9531
9532       if ((num_nonfixed_reads <= 1
9533            && ! loop_info->has_nonconst_call
9534            && ! loop_info->has_prefetch
9535            && ! loop_info->has_volatile
9536            && reversible_mem_store
9537            && (bl->giv_count + bl->biv_count + loop_info->num_mem_sets
9538                + num_unmoved_movables (loop) + compare_and_branch == insn_count)
9539            && (bl == ivs->list && bl->next == 0))
9540           || (no_use_except_counting && ! loop_info->has_prefetch))
9541         {
9542           rtx tem;
9543
9544           /* Loop can be reversed.  */
9545           if (loop_dump_stream)
9546             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
9547
9548           /* Now check other conditions:
9549
9550              The increment must be a constant, as must the initial value,
9551              and the comparison code must be LT.
9552
9553              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
9554              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
9555              confusing.  */
9556
9557           if (comparison
9558               /* for constants, LE gets turned into LT */
9559               && (GET_CODE (comparison) == LT
9560                   || (GET_CODE (comparison) == LE
9561                       && no_use_except_counting) 
9562                   || GET_CODE (comparison) == LTU))
9563             {
9564               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val = 0;
9565               rtx initial_value, comparison_value;
9566               int nonneg = 0;
9567               enum rtx_code cmp_code;
9568               int comparison_const_width;
9569               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
9570               bool keep_first_compare;
9571
9572               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
9573               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
9574               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
9575                 comparison_const_width
9576                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
9577               else
9578                 comparison_const_width
9579                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
9580               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9581                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
9582               comparison_sign_mask
9583                 = (unsigned HOST_WIDE_INT) 1 << (comparison_const_width - 1);
9584
9585               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
9586                  can not reverse this loop.
9587
9588                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
9589                  a whole compute an invariant result, then we could move
9590                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
9591               if (! loop_invariant_p (loop, comparison_value))
9592                 return 0;
9593
9594               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9595                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
9596               initial_value = bl->initial_value;
9597
9598               /* Normalize the initial value if it is an integer and
9599                  has no other use except as a counter.  This will allow
9600                  a few more loops to be reversed.  */
9601               if (no_use_except_counting
9602                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9603                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9604                 {
9605                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
9606                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
9607                      of add_val in order to do the loop reversal, so
9608                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
9609                      Since comparison_value is constant, we know that the
9610                      current comparison code is LT.  */
9611                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
9612                   comparison_val
9613                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
9614                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
9615                      even if there is an overflow, we might still be able to
9616                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
9617                      NE is possible.  */
9618                   initial_value = const0_rtx;
9619                 }
9620
9621               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
9622               if (initial_value == const0_rtx
9623                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9624                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
9625                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
9626                         & comparison_sign_mask))
9627                 {
9628                   /* Register will always be nonnegative, with value
9629                      0 on last iteration */
9630                   add_adjust = add_val;
9631                   nonneg = 1;
9632                   cmp_code = GE;
9633                 }
9634               else
9635                 return 0;
9636
9637               if (GET_CODE (comparison) == LE)
9638                 add_adjust -= add_val;
9639
9640               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
9641                  value is not an exact multiple of the increment, then we
9642                  can not reverse this loop.  */
9643               if (initial_value == const0_rtx
9644                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9645                 {
9646                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
9647                     return 0;
9648                 }
9649               else
9650                 {
9651                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
9652                     return 0;
9653                 }
9654
9655               final_value = comparison_value;
9656
9657               /* Reset these in case we normalized the initial value
9658                  and comparison value above.  */
9659               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9660                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9661                 {
9662                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
9663                   final_value
9664                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
9665                 }
9666               bl->initial_value = initial_value;
9667
9668               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
9669               reg = bl->biv->dest_reg;
9670               mode = GET_MODE (reg);
9671               jump_label = condjump_label (PREV_INSN (loop_end));
9672               new_add_val = GEN_INT (-INTVAL (bl->biv->add_val));
9673
9674               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
9675                  to generate a SUB.
9676                  Initialize biv to start_value before loop start.
9677                  The old initializing insn will be deleted as a
9678                  dead store by flow.c.  */
9679               if (initial_value == const0_rtx
9680                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9681                 {
9682                   start_value
9683                     = gen_int_mode (comparison_val - add_adjust, mode);
9684                   loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (reg, start_value));
9685                 }
9686               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9687                 {
9688                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
9689                   rtx add_insn = gen_add3_insn (reg, comparison_value, offset);
9690
9691                   if (add_insn == 0)
9692                     return 0;
9693
9694                   start_value
9695                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
9696                   loop_insn_hoist (loop, add_insn);
9697                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
9698                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
9699                                                 GEN_INT (add_val));
9700                 }
9701               else if (! add_adjust)
9702                 {
9703                   rtx sub_insn = gen_sub3_insn (reg, comparison_value,
9704                                                 initial_value);
9705
9706                   if (sub_insn == 0)
9707                     return 0;
9708                   start_value
9709                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
9710                   loop_insn_hoist (loop, sub_insn);
9711                 }
9712               else
9713                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
9714                    better to have a testcase first.  */
9715                 return 0;
9716
9717               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
9718                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
9719               start_sequence ();
9720               expand_inc (reg, new_add_val);
9721               tem = get_insns ();
9722               end_sequence ();
9723
9724               p = loop_insn_emit_before (loop, 0, bl->biv->insn, tem);
9725               delete_insn (bl->biv->insn);
9726
9727               /* Update biv info to reflect its new status.  */
9728               bl->biv->insn = p;
9729               bl->initial_value = start_value;
9730               bl->biv->add_val = new_add_val;
9731
9732               /* Update loop info.  */
9733               loop_info->initial_value = reg;
9734               loop_info->initial_equiv_value = reg;
9735               loop_info->final_value = const0_rtx;
9736               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
9737               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
9738               loop_info->comparison_code = cmp_code;
9739               loop_info->increment = new_add_val;
9740
9741               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
9742                  not delete the label.  */
9743               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0))++;
9744
9745               /* If we have a separate comparison insn that does more
9746                  than just set cc0, the result of the comparison might
9747                  be used outside the loop.  */
9748               keep_first_compare = (compare_and_branch == 2
9749 #ifdef HAVE_CC0
9750                                     && sets_cc0_p (first_compare) <= 0
9751 #endif
9752                                     );
9753
9754               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
9755                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
9756               if (keep_first_compare
9757                   || (REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
9758                   || ! bl->init_insn
9759                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
9760                 loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (reg, final_value));
9761
9762               if (keep_first_compare)
9763                 loop_insn_sink (loop, PATTERN (first_compare));
9764
9765               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
9766               delete_related_insns (PREV_INSN (loop_end));
9767               if (compare_and_branch == 2)
9768                 delete_related_insns (first_compare);
9769
9770               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
9771               start_sequence ();
9772               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
9773                                        mode, 0,
9774                                        XEXP (jump_label, 0));
9775               tem = get_insns ();
9776               end_sequence ();
9777               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
9778
9779               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
9780                    tem && !JUMP_P (tem);
9781                    tem = PREV_INSN (tem))
9782                 ;
9783
9784               if (tem)
9785                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
9786
9787               if (nonneg)
9788                 {
9789                   if (tem)
9790                     {
9791                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
9792                       /* Register is now always nonnegative,
9793                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
9794                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, reg,
9795                                                            REG_NOTES (tem));
9796                     }
9797                   bl->nonneg = 1;
9798                 }
9799
9800               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
9801                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
9802                  code).
9803                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
9804                  counting, or it is the only biv in this function.
9805                  However, the code that computes no_use_except_counting does
9806                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
9807                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
9808                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
9809                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
9810                  here.  */
9811               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9812                 if (INSN_P (p))
9813                   {
9814                     rtx *pnote;
9815                     rtx set = single_set (p);
9816                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
9817                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
9818                     if (! set
9819                         || !REG_P (SET_DEST (set))
9820                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= ivs->n_regs
9821                         || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
9822                         || REG_IV_INFO (ivs, REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
9823                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
9824                         {
9825                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
9826                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
9827                                                   XEXP (*pnote, 0)))
9828                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
9829                           else
9830                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
9831                         }
9832                   }
9833
9834               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
9835                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
9836                  will have to be fixed up.  */
9837
9838               bl->reversed = 1;
9839
9840               if (loop_dump_stream)
9841                 {
9842                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
9843                   if (bl->nonneg)
9844                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
9845                   else
9846                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
9847                 }
9848
9849               return 1;
9850             }
9851         }
9852     }
9853
9854   return 0;
9855 }
9856 \f
9857 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
9858    based on the insns in the loop that refer to it.
9859
9860    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
9861
9862    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
9863    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
9864    start of the loop.  */
9865
9866 static int
9867 maybe_eliminate_biv (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
9868                      int eliminate_p, int threshold, int insn_count)
9869 {
9870   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
9871   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
9872   rtx p;
9873
9874   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
9875      biv in a way that we cannot eliminate.  */
9876
9877   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
9878     {
9879       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
9880       basic_block where_bb = 0;
9881       rtx where_insn = threshold >= insn_count ? 0 : p;
9882       rtx note;
9883
9884       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
9885       if (INSN_P (p))
9886         {
9887           note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
9888
9889           if (note)
9890             {
9891               rtx last = XEXP (note, 0);
9892               rtx set = single_set (last);
9893
9894               if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
9895                 {
9896                   unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
9897
9898                   if (regno < ivs->n_regs
9899                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == GENERAL_INDUCT
9900                       && REG_IV_INFO (ivs, regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
9901                     p = last;
9902                 }
9903             }
9904         }
9905
9906       /* Closely examine the insn if the biv is mentioned.  */
9907       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
9908           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
9909           && ! maybe_eliminate_biv_1 (loop, PATTERN (p), p, bl,
9910                                       eliminate_p, where_bb, where_insn))
9911         {
9912           if (loop_dump_stream)
9913             fprintf (loop_dump_stream,
9914                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
9915                      bl->regno, INSN_UID (p));
9916           break;
9917         }
9918
9919       /* If we are eliminating, kill REG_EQUAL notes mentioning the biv.  */
9920       if (eliminate_p
9921           && (note = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)) != NULL_RTX
9922           && reg_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
9923         remove_note (p, note);
9924     }
9925
9926   if (p == loop->end)
9927     {
9928       if (loop_dump_stream)
9929         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
9930                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
9931       return 1;
9932     }
9933
9934   return 0;
9935 }
9936 \f
9937 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
9938    Return nonzero if INSN is first.  */
9939
9940 static int
9941 loop_insn_first_p (rtx insn, rtx reference)
9942 {
9943   rtx p, q;
9944
9945   for (p = insn, q = reference;;)
9946     {
9947       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
9948          first.  */
9949       if (q == insn || ! p)
9950         return 0;
9951       if (p == reference || ! q)
9952         return 1;
9953
9954       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
9955          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
9956          P is a note.  */
9957       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
9958           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
9959           && !NOTE_P (p))
9960         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
9961
9962       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
9963           || NOTE_P (p))
9964         p = NEXT_INSN (p);
9965       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
9966         q = NEXT_INSN (q);
9967     }
9968 }
9969
9970 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return nonzero if
9971    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
9972    div derivation is zero.  */
9973 static int
9974 biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *biv,
9975                                   struct induction *giv, rtx insn)
9976 {
9977   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
9978      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
9979      insn, then we'd have to adjust the value used here.
9980      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
9981   if (giv->auto_inc_opt
9982       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
9983            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
9984           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
9985               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
9986     return 0;
9987
9988   return 1;
9989 }
9990
9991 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
9992    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
9993
9994    If BIV does not appear in X, return 1.
9995
9996    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
9997    WHERE_INSN/WHERE_BB indicate where extra insns should be added.
9998    Depending on how many items have been moved out of the loop, it
9999    will either be before INSN (when WHERE_INSN is nonzero) or at the
10000    start of the loop (when WHERE_INSN is zero).  */
10001
10002 static int
10003 maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
10004                        struct iv_class *bl, int eliminate_p,
10005                        basic_block where_bb, rtx where_insn)
10006 {
10007   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
10008   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
10009   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
10010   struct induction *v;
10011   rtx arg, tem;
10012 #ifdef HAVE_cc0
10013   rtx new;
10014 #endif
10015   int arg_operand;
10016   const char *fmt;
10017   int i, j;
10018
10019   switch (code)
10020     {
10021     case REG:
10022       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
10023          we can't eliminate it.  */
10024       if (x == reg)
10025         return 0;
10026       return 1;
10027
10028     case SET:
10029       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
10030       if (SET_DEST (x) == reg)
10031         return 1;
10032
10033       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
10034          it will go away when the giv is reduced.  */
10035       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10036         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
10037           return 1;
10038
10039 #ifdef HAVE_cc0
10040       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
10041         {
10042           /* Can replace with any giv that was reduced and
10043              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
10044              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10045              ??? We disable this optimization to avoid potential
10046              overflows.  */
10047
10048           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10049             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
10050                 && v->add_val == const0_rtx
10051                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10052                 && v->mode == mode
10053                 && 0)
10054               {
10055                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10056                   continue;
10057
10058                 if (! eliminate_p)
10059                   return 1;
10060
10061                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10062                    then reverse the comparison.  */
10063                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10064                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
10065                                          const0_rtx, v->new_reg);
10066                 else
10067                   new = v->new_reg;
10068
10069                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
10070                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
10071                   return 1;
10072               }
10073
10074           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
10075              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
10076              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10077              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
10078              overflow problem.  */
10079
10080           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10081             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10082                 && v->mult_val != const0_rtx
10083                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10084                 && v->mode == mode
10085                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10086                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10087                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10088                     || (REG_P (v->add_val)
10089                         && REG_POINTER (v->add_val))))
10090               {
10091                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10092                   continue;
10093
10094                 if (! eliminate_p)
10095                   return 1;
10096
10097                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10098                    then reverse the comparison.  */
10099                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10100                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
10101                                          v->new_reg);
10102                 else
10103                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
10104                                          copy_rtx (v->add_val));
10105
10106                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
10107                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
10108                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10109                   return 1;
10110
10111                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
10112                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
10113                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
10114
10115                 loop_insn_emit_before (loop, 0, where_insn,
10116                                        gen_move_insn (tem,
10117                                                       copy_rtx (v->add_val)));
10118
10119                 /* Substitute the new register for its invariant value in
10120                    the compare expression.  */
10121                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
10122                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10123                   return 1;
10124               }
10125         }
10126 #endif
10127       break;
10128
10129     case COMPARE:
10130     case EQ:  case NE:
10131     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
10132     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
10133       /* See if either argument is the biv.  */
10134       if (XEXP (x, 0) == reg)
10135         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
10136       else if (XEXP (x, 1) == reg)
10137         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
10138       else
10139         break;
10140
10141       if (CONSTANT_P (arg))
10142         {
10143           /* First try to replace with any giv that has constant positive
10144              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
10145              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
10146
10147           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10148             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10149                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
10150                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10151                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10152                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10153                     || (REG_P (v->add_val)
10154                         && REG_POINTER (v->add_val)))
10155                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10156                 && v->mode == mode)
10157               {
10158                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10159                   continue;
10160
10161                 /* Don't eliminate if the linear combination that makes up
10162                    the giv overflows when it is applied to ARG.  */
10163                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT)
10164                   {
10165                     rtx add_val;
10166
10167                     if (GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
10168                       add_val = v->add_val;
10169                     else
10170                       add_val = const0_rtx;
10171
10172                     if (const_mult_add_overflow_p (arg, v->mult_val,
10173                                                    add_val, mode, 1))
10174                       continue;
10175                   }
10176
10177                 if (! eliminate_p)
10178                   return 1;
10179
10180                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
10181                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand), v->new_reg, 1);
10182
10183                 /* If all constants are actually constant integers and
10184                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
10185                    do so.  */
10186                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
10187                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
10188                   {
10189                     tem = expand_mult_add (arg, NULL_RTX, v->mult_val,
10190                                            v->add_val, mode, 1);
10191                   }
10192                 else
10193                   {
10194                     /* Otherwise, load it into a register.  */
10195                     tem = gen_reg_rtx (mode);
10196                     loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10197                                                   v->mult_val, v->add_val,
10198                                                   tem, where_bb, where_insn);
10199                   }
10200
10201                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10202
10203                 if (apply_change_group ())
10204                   return 1;
10205               }
10206
10207           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
10208              Insert insns to calculate new compare value.
10209              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
10210
10211           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10212             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10213                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
10214                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10215                 && v->mode == mode
10216                 && 0)
10217               {
10218                 rtx tem;
10219
10220                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10221                   continue;
10222
10223                 if (! eliminate_p)
10224                   return 1;
10225
10226                 tem = gen_reg_rtx (mode);
10227
10228                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
10229                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
10230                                  v->new_reg, 1);
10231
10232                 /* Compute value to compare against.  */
10233                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10234                                               v->mult_val, v->add_val,
10235                                               tem, where_bb, where_insn);
10236                 /* Use it in this insn.  */
10237                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10238                 if (apply_change_group ())
10239                   return 1;
10240               }
10241         }
10242       else if (REG_P (arg) || MEM_P (arg))
10243         {
10244           if (loop_invariant_p (loop, arg) == 1)
10245             {
10246               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
10247                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
10248                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
10249
10250               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10251                 if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
10252                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10253                     && v->mode == mode
10254                     && 0)
10255                   {
10256                     rtx tem;
10257
10258                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10259                       continue;
10260
10261                     if (! eliminate_p)
10262                       return 1;
10263
10264                     tem = gen_reg_rtx (mode);
10265
10266                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
10267                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
10268                                      v->new_reg, 1);
10269
10270                     /* Compute value to compare against.  */
10271                     loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10272                                                   v->mult_val, v->add_val,
10273                                                   tem, where_bb, where_insn);
10274                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10275                     if (apply_change_group ())
10276                       return 1;
10277                   }
10278             }
10279
10280           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
10281              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
10282              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
10283              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
10284              but that can generate poor code.
10285
10286              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
10287              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
10288              we might have to do a topological sort of the order in which
10289              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
10290              this sort of thing now.  */
10291
10292 #if 0
10293           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
10294           if (!REG_P (arg)
10295               || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
10296             return 0;
10297
10298           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
10299              with identical coefficients.  */
10300           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10301             {
10302               struct induction *tv;
10303
10304               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
10305                 continue;
10306
10307               for (tv = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (arg))->giv; tv;
10308                    tv = tv->next_iv)
10309                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
10310                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
10311                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
10312                     && tv->mode == mode)
10313                   {
10314                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10315                       continue;
10316
10317                     if (! eliminate_p)
10318                       return 1;
10319
10320                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
10321                     XEXP (x, 1 - arg_operand) = v->new_reg;
10322                     /* Replace other operand with the other giv's
10323                        reduced reg.  */
10324                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
10325                     return 1;
10326                   }
10327             }
10328 #endif
10329         }
10330
10331       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
10332       return 0;
10333
10334     case MEM:
10335       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
10336          biv is used in it, since it will be replaced.  */
10337       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10338         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
10339           return 1;
10340       break;
10341
10342     default:
10343       break;
10344     }
10345
10346   /* See if any subexpression fails elimination.  */
10347   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
10348   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
10349     {
10350       switch (fmt[i])
10351         {
10352         case 'e':
10353           if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XEXP (x, i), insn, bl,
10354                                        eliminate_p, where_bb, where_insn))
10355             return 0;
10356           break;
10357
10358         case 'E':
10359           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10360             if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
10361                                          eliminate_p, where_bb, where_insn))
10362               return 0;
10363           break;
10364         }
10365     }
10366
10367   return 1;
10368 }
10369 \f
10370 /* Return nonzero if the last use of REG
10371    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
10372
10373 static int
10374 last_use_this_basic_block (rtx reg, rtx insn)
10375 {
10376   rtx n;
10377   for (n = insn;
10378        n && !LABEL_P (n) && !JUMP_P (n);
10379        n = NEXT_INSN (n))
10380     {
10381       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
10382         return 1;
10383     }
10384   return 0;
10385 }
10386 \f
10387 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
10388    just record the location of the set and process it later.  */
10389
10390 static void
10391 record_initial (rtx dest, rtx set, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10392 {
10393   struct loop_ivs *ivs = (struct loop_ivs *) data;
10394   struct iv_class *bl;
10395
10396   if (!REG_P (dest)
10397       || REGNO (dest) >= ivs->n_regs
10398       || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
10399     return;
10400
10401   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest));
10402
10403   /* If this is the first set found, record it.  */
10404   if (bl->init_insn == 0)
10405     {
10406       bl->init_insn = note_insn;
10407       bl->init_set = set;
10408     }
10409 }
10410 \f
10411 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
10412    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
10413    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
10414    use it.  X must be a source expression only.  */
10415
10416 static void
10417 update_reg_last_use (rtx x, rtx insn)
10418 {
10419   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
10420      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
10421      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
10422      and hence this insn will never be the last use of x.
10423      ???? This comment is not correct.  See for example loop_givs_reduce.
10424      This may insert an insn before another new insn.  */
10425   if (REG_P (x) && REGNO (x) < max_reg_before_loop
10426       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
10427       && REGNO_LAST_LUID (REGNO (x)) < INSN_LUID (insn))
10428     {
10429       REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
10430     }
10431   else
10432     {
10433       int i, j;
10434       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
10435       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
10436         {
10437           if (fmt[i] == 'e')
10438             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
10439           else if (fmt[i] == 'E')
10440             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10441               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
10442         }
10443     }
10444 }
10445 \f
10446 /* Similar to rtlanal.c:get_condition, except that we also put an
10447    invariant last unless both operands are invariants.  */
10448
10449 static rtx
10450 get_condition_for_loop (const struct loop *loop, rtx x)
10451 {
10452   rtx comparison = get_condition (x, (rtx*) 0, false, true);
10453
10454   if (comparison == 0
10455       || ! loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 0))
10456       || loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 1)))
10457     return comparison;
10458
10459   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
10460                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
10461 }
10462
10463 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
10464
10465    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
10466    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
10467 static int
10468 indirect_jump_in_function_p (rtx start)
10469 {
10470   rtx insn;
10471
10472   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
10473     if (computed_jump_p (insn))
10474       return 1;
10475
10476   return 0;
10477 }
10478
10479 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
10480    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
10481    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
10482
10483 static int
10484 insert_loop_mem (rtx *mem, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10485 {
10486   struct loop_info *loop_info = data;
10487   int i;
10488   rtx m = *mem;
10489
10490   if (m == NULL_RTX)
10491     return 0;
10492
10493   switch (GET_CODE (m))
10494     {
10495     case MEM:
10496       break;
10497
10498     case CLOBBER:
10499       /* We're not interested in MEMs that are only clobbered.  */
10500       return -1;
10501
10502     case CONST_DOUBLE:
10503       /* We're not interested in the MEM associated with a
10504          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
10505       return -1;
10506
10507     case EXPR_LIST:
10508       /* We're not interested in any MEMs that only appear in notes.  */
10509       return -1;
10510
10511     default:
10512       /* This is not a MEM.  */
10513       return 0;
10514     }
10515
10516   /* See if we've already seen this MEM.  */
10517   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
10518     if (rtx_equal_p (m, loop_info->mems[i].mem))
10519       {
10520         if (MEM_VOLATILE_P (m) && !MEM_VOLATILE_P (loop_info->mems[i].mem))
10521           loop_info->mems[i].mem = m;
10522         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_info->mems[i].mem))
10523           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
10524              this happens, something tricky is going on, and we just
10525              don't optimize accesses to this MEM.  */
10526           loop_info->mems[i].optimize = 0;
10527
10528         return 0;
10529       }
10530
10531   /* Resize the array, if necessary.  */
10532   if (loop_info->mems_idx == loop_info->mems_allocated)
10533     {
10534       if (loop_info->mems_allocated != 0)
10535         loop_info->mems_allocated *= 2;
10536       else
10537         loop_info->mems_allocated = 32;
10538
10539       loop_info->mems = xrealloc (loop_info->mems,
10540                                   loop_info->mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
10541     }
10542
10543   /* Actually insert the MEM.  */
10544   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].mem = m;
10545   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
10546      because we can't put it in a register.  We still store it in the
10547      table, though, so that if we see the same address later, but in a
10548      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
10549   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
10550   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].reg = NULL_RTX;
10551   ++loop_info->mems_idx;
10552
10553   return 0;
10554 }
10555
10556
10557 /* Allocate REGS->ARRAY or reallocate it if it is too small.
10558
10559    Increment REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP at the index I of each
10560    register that is modified by an insn between FROM and TO.  If the
10561    value of an element of REGS->array[I].SET_IN_LOOP becomes 127 or
10562    more, stop incrementing it, to avoid overflow.
10563
10564    Store in REGS->ARRAY[I].SINGLE_USAGE the single insn in which
10565    register I is used, if it is only used once.  Otherwise, it is set
10566    to 0 (for no uses) or const0_rtx for more than one use.  This
10567    parameter may be zero, in which case this processing is not done.
10568
10569    Set REGS->ARRAY[I].MAY_NOT_OPTIMIZE nonzero if we should not
10570    optimize register I.  */
10571
10572 static void
10573 loop_regs_scan (const struct loop *loop, int extra_size)
10574 {
10575   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
10576   int old_nregs;
10577   /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current
10578    basic block.  In that case, it is the insn that last set reg n.  */
10579   rtx *last_set;
10580   rtx insn;
10581   int i;
10582
10583   old_nregs = regs->num;
10584   regs->num = max_reg_num ();
10585
10586   /* Grow the regs array if not allocated or too small.  */
10587   if (regs->num >= regs->size)
10588     {
10589       regs->size = regs->num + extra_size;
10590
10591       regs->array = xrealloc (regs->array, regs->size * sizeof (*regs->array));
10592
10593       /* Zero the new elements.  */
10594       memset (regs->array + old_nregs, 0,
10595               (regs->size - old_nregs) * sizeof (*regs->array));
10596     }
10597
10598   /* Clear previously scanned fields but do not clear n_times_set.  */
10599   for (i = 0; i < old_nregs; i++)
10600     {
10601       regs->array[i].set_in_loop = 0;
10602       regs->array[i].may_not_optimize = 0;
10603       regs->array[i].single_usage = NULL_RTX;
10604     }
10605
10606   last_set = xcalloc (regs->num, sizeof (rtx));
10607
10608   /* Scan the loop, recording register usage.  */
10609   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10610        insn = NEXT_INSN (insn))
10611     {
10612       if (INSN_P (insn))
10613         {
10614           /* Record registers that have exactly one use.  */
10615           find_single_use_in_loop (regs, insn, PATTERN (insn));
10616
10617           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
10618           if (REG_NOTES (insn))
10619             find_single_use_in_loop (regs, insn, REG_NOTES (insn));
10620
10621           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
10622               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
10623             count_one_set (regs, insn, PATTERN (insn), last_set);
10624           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
10625             {
10626               int i;
10627               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
10628                 count_one_set (regs, insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
10629                                last_set);
10630             }
10631         }
10632
10633       if (LABEL_P (insn) || JUMP_P (insn))
10634         memset (last_set, 0, regs->num * sizeof (rtx));
10635
10636       /* Invalidate all registers used for function argument passing.
10637          We check rtx_varies_p for the same reason as below, to allow
10638          optimizing PIC calculations.  */
10639       if (CALL_P (insn))
10640         {
10641           rtx link;
10642           for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn);
10643                link;
10644                link = XEXP (link, 1))
10645             {
10646               rtx op, reg;
10647
10648               if (GET_CODE (op = XEXP (link, 0)) == USE
10649                   && REG_P (reg = XEXP (op, 0))
10650                   && rtx_varies_p (reg, 1))
10651                 regs->array[REGNO (reg)].may_not_optimize = 1;
10652             }
10653         }
10654     }
10655
10656   /* Invalidate all hard registers clobbered by calls.  With one exception:
10657      a call-clobbered PIC register is still function-invariant for our
10658      purposes, since we can hoist any PIC calculations out of the loop.
10659      Thus the call to rtx_varies_p.  */
10660   if (LOOP_INFO (loop)->has_call)
10661     for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
10662       if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, i)
10663           && rtx_varies_p (regno_reg_rtx[i], 1))
10664         {
10665           regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10666           regs->array[i].set_in_loop = 1;
10667         }
10668
10669 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
10670   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
10671      create CCmode register copies.  */
10672   for (i = regs->num - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
10673     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
10674       regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10675 #endif
10676
10677   /* Set regs->array[I].n_times_set for the new registers.  */
10678   for (i = old_nregs; i < regs->num; i++)
10679     regs->array[i].n_times_set = regs->array[i].set_in_loop;
10680
10681   free (last_set);
10682 }
10683
10684 /* Returns the number of real INSNs in the LOOP.  */
10685
10686 static int
10687 count_insns_in_loop (const struct loop *loop)
10688 {
10689   int count = 0;
10690   rtx insn;
10691
10692   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10693        insn = NEXT_INSN (insn))
10694     if (INSN_P (insn))
10695       ++count;
10696
10697   return count;
10698 }
10699
10700 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  */
10701
10702 static void
10703 load_mems (const struct loop *loop)
10704 {
10705   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
10706   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
10707   int maybe_never = 0;
10708   int i;
10709   rtx p, prev_ebb_head;
10710   rtx label = NULL_RTX;
10711   rtx end_label;
10712   /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
10713   int next_maybe_never = 0;
10714   unsigned int last_max_reg = max_reg_num ();
10715
10716   if (loop_info->mems_idx == 0)
10717     return;
10718
10719   /* We cannot use next_label here because it skips over normal insns.  */
10720   end_label = next_nonnote_insn (loop->end);
10721   if (end_label && !LABEL_P (end_label))
10722     end_label = NULL_RTX;
10723
10724   /* Check to see if it's possible that some instructions in the loop are
10725      never executed.  Also check if there is a goto out of the loop other
10726      than right after the end of the loop.  */
10727   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10728        p != NULL_RTX;
10729        p = next_insn_in_loop (loop, p))
10730     {
10731       if (LABEL_P (p))
10732         maybe_never = 1;
10733       else if (JUMP_P (p)
10734                /* If we enter the loop in the middle, and scan
10735                   around to the beginning, don't set maybe_never
10736                   for that.  This must be an unconditional jump,
10737                   otherwise the code at the top of the loop might
10738                   never be executed.  Unconditional jumps are
10739                   followed a by barrier then loop end.  */
10740                && ! (JUMP_P (p)
10741                      && JUMP_LABEL (p) == loop->top
10742                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
10743                      && any_uncondjump_p (p)))
10744         {
10745           /* If this is a jump outside of the loop but not right
10746              after the end of the loop, we would have to emit new fixup
10747              sequences for each such label.  */
10748           if (/* If we can't tell where control might go when this
10749                  JUMP_INSN is executed, we must be conservative.  */
10750               !JUMP_LABEL (p)
10751               || (JUMP_LABEL (p) != end_label
10752                   && (INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop
10753                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop->start)
10754                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop->end))))
10755             return;
10756
10757           if (!any_condjump_p (p))
10758             /* Something complicated.  */
10759             maybe_never = 1;
10760           else
10761             /* If there are any more instructions in the loop, they
10762                might not be reached.  */
10763             next_maybe_never = 1;
10764         }
10765       else if (next_maybe_never)
10766         maybe_never = 1;
10767     }
10768
10769   /* Find start of the extended basic block that enters the loop.  */
10770   for (p = loop->start;
10771        PREV_INSN (p) && !LABEL_P (p);
10772        p = PREV_INSN (p))
10773     ;
10774   prev_ebb_head = p;
10775
10776   cselib_init (true);
10777
10778   /* Build table of mems that get set to constant values before the
10779      loop.  */
10780   for (; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
10781     cselib_process_insn (p);
10782
10783   /* Actually move the MEMs.  */
10784   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
10785     {
10786       regset_head load_copies;
10787       regset_head store_copies;
10788       int written = 0;
10789       rtx reg;
10790       rtx mem = loop_info->mems[i].mem;
10791       rtx mem_list_entry;
10792
10793       if (MEM_VOLATILE_P (mem)
10794           || loop_invariant_p (loop, XEXP (mem, 0)) != 1)
10795         /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
10796         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10797
10798       /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
10799          one is aliased by one of them.  */
10800       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
10801       while (mem_list_entry)
10802         {
10803           if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
10804             written = 1;
10805           else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
10806                                     mem, rtx_varies_p))
10807             {
10808               /* MEM is indeed aliased by this store.  */
10809               loop_info->mems[i].optimize = 0;
10810               break;
10811             }
10812           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
10813         }
10814
10815       if (flag_float_store && written
10816           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (mem)) == MODE_FLOAT)
10817         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10818
10819       /* If this MEM is written to, we must be sure that there
10820          are no reads from another MEM that aliases this one.  */
10821       if (loop_info->mems[i].optimize && written)
10822         {
10823           int j;
10824
10825           for (j = 0; j < loop_info->mems_idx; ++j)
10826             {
10827               if (j == i)
10828                 continue;
10829               else if (true_dependence (mem,
10830                                         VOIDmode,
10831                                         loop_info->mems[j].mem,
10832                                         rtx_varies_p))
10833                 {
10834                   /* It's not safe to hoist loop_info->mems[i] out of
10835                      the loop because writes to it might not be
10836                      seen by reads from loop_info->mems[j].  */
10837                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
10838                   break;
10839                 }
10840             }
10841         }
10842
10843       if (maybe_never && may_trap_p (mem))
10844         /* We can't access the MEM outside the loop; it might
10845            cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
10846         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10847
10848       if (!loop_info->mems[i].optimize)
10849         /* We thought we were going to lift this MEM out of the
10850            loop, but later discovered that we could not.  */
10851         continue;
10852
10853       INIT_REG_SET (&load_copies);
10854       INIT_REG_SET (&store_copies);
10855
10856       /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
10857          order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
10858          out of the loop just because this REG is neither a
10859          user-variable nor used in the loop test.  */
10860       reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
10861       REG_USERVAR_P (reg) = 1;
10862       loop_info->mems[i].reg = reg;
10863
10864       /* Now, replace all references to the MEM with the
10865          corresponding pseudos.  */
10866       maybe_never = 0;
10867       for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10868            p != NULL_RTX;
10869            p = next_insn_in_loop (loop, p))
10870         {
10871           if (INSN_P (p))
10872             {
10873               rtx set;
10874
10875               set = single_set (p);
10876
10877               /* See if this copies the mem into a register that isn't
10878                  modified afterwards.  We'll try to do copy propagation
10879                  a little further on.  */
10880               if (set
10881                   /* @@@ This test is _way_ too conservative.  */
10882                   && ! maybe_never
10883                   && REG_P (SET_DEST (set))
10884                   && REGNO (SET_DEST (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
10885                   && REGNO (SET_DEST (set)) < last_max_reg
10886                   && regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].n_times_set == 1
10887                   && rtx_equal_p (SET_SRC (set), mem))
10888                 SET_REGNO_REG_SET (&load_copies, REGNO (SET_DEST (set)));
10889
10890               /* See if this copies the mem from a register that isn't
10891                  modified afterwards.  We'll try to remove the
10892                  redundant copy later on by doing a little register
10893                  renaming and copy propagation.   This will help
10894                  to untangle things for the BIV detection code.  */
10895               if (set
10896                   && ! maybe_never
10897                   && REG_P (SET_SRC (set))
10898                   && REGNO (SET_SRC (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
10899                   && REGNO (SET_SRC (set)) < last_max_reg
10900                   && regs->array[REGNO (SET_SRC (set))].n_times_set == 1
10901                   && rtx_equal_p (SET_DEST (set), mem))
10902                 SET_REGNO_REG_SET (&store_copies, REGNO (SET_SRC (set)));
10903
10904               /* If this is a call which uses / clobbers this memory
10905                  location, we must not change the interface here.  */
10906               if (CALL_P (p)
10907                   && reg_mentioned_p (loop_info->mems[i].mem,
10908                                       CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p)))
10909                 {
10910                   cancel_changes (0);
10911                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
10912                   break;
10913                 }
10914               else
10915                 /* Replace the memory reference with the shadow register.  */
10916                 replace_loop_mems (p, loop_info->mems[i].mem,
10917                                    loop_info->mems[i].reg, written);
10918             }
10919
10920           if (LABEL_P (p)
10921               || JUMP_P (p))
10922             maybe_never = 1;
10923         }
10924
10925       if (! loop_info->mems[i].optimize)
10926         ; /* We found we couldn't do the replacement, so do nothing.  */
10927       else if (! apply_change_group ())
10928         /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
10929         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10930       else
10931         {
10932           /* Load the memory immediately before LOOP->START, which is
10933              the NOTE_LOOP_BEG.  */
10934           cselib_val *e = cselib_lookup (mem, VOIDmode, 0);
10935           rtx set;
10936           rtx best = mem;
10937           unsigned j;
10938           struct elt_loc_list *const_equiv = 0;
10939           reg_set_iterator rsi;
10940
10941           if (e)
10942             {
10943               struct elt_loc_list *equiv;
10944               struct elt_loc_list *best_equiv = 0;
10945               for (equiv = e->locs; equiv; equiv = equiv->next)
10946                 {
10947                   if (CONSTANT_P (equiv->loc))
10948                     const_equiv = equiv;
10949                   else if (REG_P (equiv->loc)
10950                            /* Extending hard register lifetimes causes crash
10951                               on SRC targets.  Doing so on non-SRC is
10952                               probably also not good idea, since we most
10953                               probably have pseudoregister equivalence as
10954                               well.  */
10955                            && REGNO (equiv->loc) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
10956                     best_equiv = equiv;
10957                 }
10958               /* Use the constant equivalence if that is cheap enough.  */
10959               if (! best_equiv)
10960                 best_equiv = const_equiv;
10961               else if (const_equiv
10962                        && (rtx_cost (const_equiv->loc, SET)
10963                            <= rtx_cost (best_equiv->loc, SET)))
10964                 {
10965                   best_equiv = const_equiv;
10966                   const_equiv = 0;
10967                 }
10968
10969               /* If best_equiv is nonzero, we know that MEM is set to a
10970                  constant or register before the loop.  We will use this
10971                  knowledge to initialize the shadow register with that
10972                  constant or reg rather than by loading from MEM.  */
10973               if (best_equiv)
10974                 best = copy_rtx (best_equiv->loc);
10975             }
10976
10977           set = gen_move_insn (reg, best);
10978           set = loop_insn_hoist (loop, set);
10979           if (REG_P (best))
10980             {
10981               for (p = prev_ebb_head; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
10982                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) == INSN_UID (p))
10983                   {
10984                     REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) = INSN_UID (set);
10985                     break;
10986                   }
10987             }
10988
10989           if (const_equiv)
10990             set_unique_reg_note (set, REG_EQUAL, copy_rtx (const_equiv->loc));
10991
10992           if (written)
10993             {
10994               if (label == NULL_RTX)
10995                 {
10996                   label = gen_label_rtx ();
10997                   emit_label_after (label, loop->end);
10998                 }
10999
11000               /* Store the memory immediately after END, which is
11001                  the NOTE_LOOP_END.  */
11002               set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
11003               loop_insn_emit_after (loop, 0, label, set);
11004             }
11005
11006           if (loop_dump_stream)
11007             {
11008               fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
11009                        REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
11010               print_rtl (loop_dump_stream, mem);
11011               fputc ('\n', loop_dump_stream);
11012             }
11013
11014           /* Attempt a bit of copy propagation.  This helps untangle the
11015              data flow, and enables {basic,general}_induction_var to find
11016              more bivs/givs.  */
11017           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11018             (&load_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j, rsi)
11019             {
11020               try_copy_prop (loop, reg, j);
11021             }
11022           CLEAR_REG_SET (&load_copies);
11023
11024           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11025             (&store_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j, rsi)
11026             {
11027               try_swap_copy_prop (loop, reg, j);
11028             }
11029           CLEAR_REG_SET (&store_copies);
11030         }
11031     }
11032
11033   /* Now, we need to replace all references to the previous exit
11034      label with the new one.  */
11035   if (label != NULL_RTX && end_label != NULL_RTX)
11036     for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
11037       if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == end_label)
11038         redirect_jump (p, label, false);
11039
11040   cselib_finish ();
11041 }
11042
11043 /* For communication between note_reg_stored and its caller.  */
11044 struct note_reg_stored_arg
11045 {
11046   int set_seen;
11047   rtx reg;
11048 };
11049
11050 /* Called via note_stores, record in SET_SEEN whether X, which is written,
11051    is equal to ARG.  */
11052 static void
11053 note_reg_stored (rtx x, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *arg)
11054 {
11055   struct note_reg_stored_arg *t = (struct note_reg_stored_arg *) arg;
11056   if (t->reg == x)
11057     t->set_seen = 1;
11058 }
11059
11060 /* Try to replace every occurrence of pseudo REGNO with REPLACEMENT.
11061    There must be exactly one insn that sets this pseudo; it will be
11062    deleted if all replacements succeed and we can prove that the register
11063    is not used after the loop.  */
11064
11065 static void
11066 try_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement, unsigned int regno)
11067 {
11068   /* This is the reg that we are copying from.  */
11069   rtx reg_rtx = regno_reg_rtx[regno];
11070   rtx init_insn = 0;
11071   rtx insn;
11072   /* These help keep track of whether we replaced all uses of the reg.  */
11073   int replaced_last = 0;
11074   int store_is_first = 0;
11075
11076   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11077        insn != NULL_RTX;
11078        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11079     {
11080       rtx set;
11081
11082       /* Only substitute within one extended basic block from the initializing
11083          insn.  */
11084       if (LABEL_P (insn) && init_insn)
11085         break;
11086
11087       if (! INSN_P (insn))
11088         continue;
11089
11090       /* Is this the initializing insn?  */
11091       set = single_set (insn);
11092       if (set
11093           && REG_P (SET_DEST (set))
11094           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
11095         {
11096           if (init_insn)
11097             abort ();
11098
11099           init_insn = insn;
11100           if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11101             store_is_first = 1;
11102         }
11103
11104       /* Only substitute after seeing the initializing insn.  */
11105       if (init_insn && insn != init_insn)
11106         {
11107           struct note_reg_stored_arg arg;
11108
11109           replace_loop_regs (insn, reg_rtx, replacement);
11110           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11111             replaced_last = 1;
11112
11113           /* Stop replacing when REPLACEMENT is modified.  */
11114           arg.reg = replacement;
11115           arg.set_seen = 0;
11116           note_stores (PATTERN (insn), note_reg_stored, &arg);
11117           if (arg.set_seen)
11118             {
11119               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL);
11120
11121               /* It is possible that we've turned previously valid REG_EQUAL to
11122                  invalid, as we change the REGNO to REPLACEMENT and unlike REGNO,
11123                  REPLACEMENT is modified, we get different meaning.  */
11124               if (note && reg_mentioned_p (replacement, XEXP (note, 0)))
11125                 remove_note (insn, note);
11126               break;
11127             }
11128         }
11129     }
11130   if (! init_insn)
11131     abort ();
11132   if (apply_change_group ())
11133     {
11134       if (loop_dump_stream)
11135         fprintf (loop_dump_stream, "  Replaced reg %d", regno);
11136       if (store_is_first && replaced_last)
11137         {
11138           rtx first;
11139           rtx retval_note;
11140
11141           /* Assume we're just deleting INIT_INSN.  */
11142           first = init_insn;
11143           /* Look for REG_RETVAL note.  If we're deleting the end of
11144              the libcall sequence, the whole sequence can go.  */
11145           retval_note = find_reg_note (init_insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
11146           /* If we found a REG_RETVAL note, find the first instruction
11147              in the sequence.  */
11148           if (retval_note)
11149             first = XEXP (retval_note, 0);
11150
11151           /* Delete the instructions.  */
11152           loop_delete_insns (first, init_insn);
11153         }
11154       if (loop_dump_stream)
11155         fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
11156     }
11157 }
11158
11159 /* Replace all the instructions from FIRST up to and including LAST
11160    with NOTE_INSN_DELETED notes.  */
11161
11162 static void
11163 loop_delete_insns (rtx first, rtx last)
11164 {
11165   while (1)
11166     {
11167       if (loop_dump_stream)
11168         fprintf (loop_dump_stream, ", deleting init_insn (%d)",
11169                  INSN_UID (first));
11170       delete_insn (first);
11171
11172       /* If this was the LAST instructions we're supposed to delete,
11173          we're done.  */
11174       if (first == last)
11175         break;
11176
11177       first = NEXT_INSN (first);
11178     }
11179 }
11180
11181 /* Try to replace occurrences of pseudo REGNO with REPLACEMENT within
11182    loop LOOP if the order of the sets of these registers can be
11183    swapped.  There must be exactly one insn within the loop that sets
11184    this pseudo followed immediately by a move insn that sets
11185    REPLACEMENT with REGNO.  */
11186 static void
11187 try_swap_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement,
11188                     unsigned int regno)
11189 {
11190   rtx insn;
11191   rtx set = NULL_RTX;
11192   unsigned int new_regno;
11193
11194   new_regno = REGNO (replacement);
11195
11196   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11197        insn != NULL_RTX;
11198        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11199     {
11200       /* Search for the insn that copies REGNO to NEW_REGNO?  */
11201       if (INSN_P (insn)
11202           && (set = single_set (insn))
11203           && REG_P (SET_DEST (set))
11204           && REGNO (SET_DEST (set)) == new_regno
11205           && REG_P (SET_SRC (set))
11206           && REGNO (SET_SRC (set)) == regno)
11207         break;
11208     }
11209
11210   if (insn != NULL_RTX)
11211     {
11212       rtx prev_insn;
11213       rtx prev_set;
11214
11215       /* Some DEF-USE info would come in handy here to make this
11216          function more general.  For now, just check the previous insn
11217          which is the most likely candidate for setting REGNO.  */
11218
11219       prev_insn = PREV_INSN (insn);
11220
11221       if (INSN_P (insn)
11222           && (prev_set = single_set (prev_insn))
11223           && REG_P (SET_DEST (prev_set))
11224           && REGNO (SET_DEST (prev_set)) == regno)
11225         {
11226           /* We have:
11227              (set (reg regno) (expr))
11228              (set (reg new_regno) (reg regno))
11229
11230              so try converting this to:
11231              (set (reg new_regno) (expr))
11232              (set (reg regno) (reg new_regno))
11233
11234              The former construct is often generated when a global
11235              variable used for an induction variable is shadowed by a
11236              register (NEW_REGNO).  The latter construct improves the
11237              chances of GIV replacement and BIV elimination.  */
11238
11239           validate_change (prev_insn, &SET_DEST (prev_set),
11240                            replacement, 1);
11241           validate_change (insn, &SET_DEST (set),
11242                            SET_SRC (set), 1);
11243           validate_change (insn, &SET_SRC (set),
11244                            replacement, 1);
11245
11246           if (apply_change_group ())
11247             {
11248               if (loop_dump_stream)
11249                 fprintf (loop_dump_stream,
11250                          "  Swapped set of reg %d at %d with reg %d at %d.\n",
11251                          regno, INSN_UID (insn),
11252                          new_regno, INSN_UID (prev_insn));
11253
11254               /* Update first use of REGNO.  */
11255               if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (prev_insn))
11256                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (insn);
11257
11258               /* Now perform copy propagation to hopefully
11259                  remove all uses of REGNO within the loop.  */
11260               try_copy_prop (loop, replacement, regno);
11261             }
11262         }
11263     }
11264 }
11265
11266 /* Worker function for find_mem_in_note, called via for_each_rtx.  */
11267
11268 static int
11269 find_mem_in_note_1 (rtx *x, void *data)
11270 {
11271   if (*x != NULL_RTX && MEM_P (*x))
11272     {
11273       rtx *res = (rtx *) data;
11274       *res = *x;
11275       return 1;
11276     }
11277   return 0;
11278 }
11279
11280 /* Returns the first MEM found in NOTE by depth-first search.  */
11281
11282 static rtx
11283 find_mem_in_note (rtx note)
11284 {
11285   if (note && for_each_rtx (&note, find_mem_in_note_1, &note))
11286     return note;
11287   return NULL_RTX;
11288 }
11289
11290 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
11291    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually a pointer
11292    to a structure describing the instruction currently being scanned
11293    and the MEM we are currently replacing.  */
11294
11295 static int
11296 replace_loop_mem (rtx *mem, void *data)
11297 {
11298   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11299   rtx m = *mem;
11300
11301   if (m == NULL_RTX)
11302     return 0;
11303
11304   switch (GET_CODE (m))
11305     {
11306     case MEM:
11307       break;
11308
11309     case CONST_DOUBLE:
11310       /* We're not interested in the MEM associated with a
11311          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
11312       return -1;
11313
11314     default:
11315       /* This is not a MEM.  */
11316       return 0;
11317     }
11318
11319   if (!rtx_equal_p (args->match, m))
11320     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
11321     return 0;
11322
11323   /* Actually replace the MEM.  */
11324   validate_change (args->insn, mem, args->replacement, 1);
11325
11326   return 0;
11327 }
11328
11329 static void
11330 replace_loop_mems (rtx insn, rtx mem, rtx reg, int written)
11331 {
11332   loop_replace_args args;
11333
11334   args.insn = insn;
11335   args.match = mem;
11336   args.replacement = reg;
11337
11338   for_each_rtx (&insn, replace_loop_mem, &args);
11339
11340   /* If we hoist a mem write out of the loop, then REG_EQUAL
11341      notes referring to the mem are no longer valid.  */
11342   if (written)
11343     {
11344       rtx note, sub;
11345       rtx *link;
11346
11347       for (link = &REG_NOTES (insn); (note = *link); link = &XEXP (note, 1))
11348         {
11349           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
11350               && (sub = find_mem_in_note (note))
11351               && true_dependence (mem, VOIDmode, sub, rtx_varies_p))
11352             {
11353               /* Remove the note.  */
11354               validate_change (NULL_RTX, link, XEXP (note, 1), 1);
11355               break;
11356             }
11357         }
11358     }
11359 }
11360
11361 /* Replace one register with another.  Called through for_each_rtx; PX points
11362    to the rtx being scanned.  DATA is actually a pointer to
11363    a structure of arguments.  */
11364
11365 static int
11366 replace_loop_reg (rtx *px, void *data)
11367 {
11368   rtx x = *px;
11369   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11370
11371   if (x == NULL_RTX)
11372     return 0;
11373
11374   if (x == args->match)
11375     validate_change (args->insn, px, args->replacement, 1);
11376
11377   return 0;
11378 }
11379
11380 static void
11381 replace_loop_regs (rtx insn, rtx reg, rtx replacement)
11382 {
11383   loop_replace_args args;
11384
11385   args.insn = insn;
11386   args.match = reg;
11387   args.replacement = replacement;
11388
11389   for_each_rtx (&insn, replace_loop_reg, &args);
11390 }
11391 \f
11392 /* Emit insn for PATTERN after WHERE_INSN in basic block WHERE_BB
11393    (ignored in the interim).  */
11394
11395 static rtx
11396 loop_insn_emit_after (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11397                       basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED, rtx where_insn,
11398                       rtx pattern)
11399 {
11400   return emit_insn_after (pattern, where_insn);
11401 }
11402
11403
11404 /* If WHERE_INSN is nonzero emit insn for PATTERN before WHERE_INSN
11405    in basic block WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop
11406    otherwise hoist PATTERN into the loop pre-header.  */
11407
11408 static rtx
11409 loop_insn_emit_before (const struct loop *loop,
11410                        basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11411                        rtx where_insn, rtx pattern)
11412 {
11413   if (! where_insn)
11414     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11415   return emit_insn_before (pattern, where_insn);
11416 }
11417
11418
11419 /* Emit call insn for PATTERN before WHERE_INSN in basic block
11420    WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop.  */
11421
11422 static rtx
11423 loop_call_insn_emit_before (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11424                             basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11425                             rtx where_insn, rtx pattern)
11426 {
11427   return emit_call_insn_before (pattern, where_insn);
11428 }
11429
11430
11431 /* Hoist insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11432
11433 static rtx
11434 loop_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11435 {
11436   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11437 }
11438
11439
11440 /* Hoist call insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11441
11442 static rtx
11443 loop_call_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11444 {
11445   return loop_call_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11446 }
11447
11448
11449 /* Sink insn for PATTERN after the loop end.  */
11450
11451 static rtx
11452 loop_insn_sink (const struct loop *loop, rtx pattern)
11453 {
11454   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->sink, pattern);
11455 }
11456
11457 /* bl->final_value can be either general_operand or PLUS of general_operand
11458    and constant.  Emit sequence of instructions to load it into REG.  */
11459 static rtx
11460 gen_load_of_final_value (rtx reg, rtx final_value)
11461 {
11462   rtx seq;
11463   start_sequence ();
11464   final_value = force_operand (final_value, reg);
11465   if (final_value != reg)
11466     emit_move_insn (reg, final_value);
11467   seq = get_insns ();
11468   end_sequence ();
11469   return seq;
11470 }
11471
11472 /* If the loop has multiple exits, emit insn for PATTERN before the
11473    loop to ensure that it will always be executed no matter how the
11474    loop exits.  Otherwise, emit the insn for PATTERN after the loop,
11475    since this is slightly more efficient.  */
11476
11477 static rtx
11478 loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *loop, rtx pattern)
11479 {
11480   if (loop->exit_count)
11481     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11482   else
11483     return loop_insn_sink (loop, pattern);
11484 }
11485 \f
11486 static void
11487 loop_ivs_dump (const struct loop *loop, FILE *file, int verbose)
11488 {
11489   struct iv_class *bl;
11490   int iv_num = 0;
11491
11492   if (! loop || ! file)
11493     return;
11494
11495   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11496     iv_num++;
11497
11498   fprintf (file, "Loop %d: %d IV classes\n", loop->num, iv_num);
11499
11500   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11501     {
11502       loop_iv_class_dump (bl, file, verbose);
11503       fputc ('\n', file);
11504     }
11505 }
11506
11507
11508 static void
11509 loop_iv_class_dump (const struct iv_class *bl, FILE *file,
11510                     int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
11511 {
11512   struct induction *v;
11513   rtx incr;
11514   int i;
11515
11516   if (! bl || ! file)
11517     return;
11518
11519   fprintf (file, "IV class for reg %d, benefit %d\n",
11520            bl->regno, bl->total_benefit);
11521
11522   fprintf (file, " Init insn %d", INSN_UID (bl->init_insn));
11523   if (bl->initial_value)
11524     {
11525       fprintf (file, ", init val: ");
11526       print_simple_rtl (file, bl->initial_value);
11527     }
11528   if (bl->initial_test)
11529     {
11530       fprintf (file, ", init test: ");
11531       print_simple_rtl (file, bl->initial_test);
11532     }
11533   fputc ('\n', file);
11534
11535   if (bl->final_value)
11536     {
11537       fprintf (file, " Final val: ");
11538       print_simple_rtl (file, bl->final_value);
11539       fputc ('\n', file);
11540     }
11541
11542   if ((incr = biv_total_increment (bl)))
11543     {
11544       fprintf (file, " Total increment: ");
11545       print_simple_rtl (file, incr);
11546       fputc ('\n', file);
11547     }
11548
11549   /* List the increments.  */
11550   for (i = 0, v = bl->biv; v; v = v->next_iv, i++)
11551     {
11552       fprintf (file, " Inc%d: insn %d, incr: ", i, INSN_UID (v->insn));
11553       print_simple_rtl (file, v->add_val);
11554       fputc ('\n', file);
11555     }
11556
11557   /* List the givs.  */
11558   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv, i++)
11559     {
11560       fprintf (file, " Giv%d: insn %d, benefit %d, ",
11561                i, INSN_UID (v->insn), v->benefit);
11562       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
11563         print_simple_rtl (file, v->mem);
11564       else
11565         print_simple_rtl (file, single_set (v->insn));
11566       fputc ('\n', file);
11567     }
11568 }
11569
11570
11571 static void
11572 loop_biv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11573 {
11574   if (! v || ! file)
11575     return;
11576
11577   fprintf (file,
11578            "Biv %d: insn %d",
11579            REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11580   fprintf (file, " const ");
11581   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11582
11583   if (verbose && v->final_value)
11584     {
11585       fputc ('\n', file);
11586       fprintf (file, " final ");
11587       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11588     }
11589
11590   fputc ('\n', file);
11591 }
11592
11593
11594 static void
11595 loop_giv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11596 {
11597   if (! v || ! file)
11598     return;
11599
11600   if (v->giv_type == DEST_REG)
11601     fprintf (file, "Giv %d: insn %d",
11602              REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11603   else
11604     fprintf (file, "Dest address: insn %d",
11605              INSN_UID (v->insn));
11606
11607   fprintf (file, " src reg %d benefit %d",
11608            REGNO (v->src_reg), v->benefit);
11609   fprintf (file, " lifetime %d",
11610            v->lifetime);
11611
11612   if (v->replaceable)
11613     fprintf (file, " replaceable");
11614
11615   if (v->no_const_addval)
11616     fprintf (file, " ncav");
11617
11618   if (v->ext_dependent)
11619     {
11620       switch (GET_CODE (v->ext_dependent))
11621         {
11622         case SIGN_EXTEND:
11623           fprintf (file, " ext se");
11624           break;
11625         case ZERO_EXTEND:
11626           fprintf (file, " ext ze");
11627           break;
11628         case TRUNCATE:
11629           fprintf (file, " ext tr");
11630           break;
11631         default:
11632           abort ();
11633         }
11634     }
11635
11636   fputc ('\n', file);
11637   fprintf (file, " mult ");
11638   print_simple_rtl (file, v->mult_val);
11639
11640   fputc ('\n', file);
11641   fprintf (file, " add  ");
11642   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11643
11644   if (verbose && v->final_value)
11645     {
11646       fputc ('\n', file);
11647       fprintf (file, " final ");
11648       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11649     }
11650
11651   fputc ('\n', file);
11652 }
11653
11654
11655 void
11656 debug_ivs (const struct loop *loop)
11657 {
11658   loop_ivs_dump (loop, stderr, 1);
11659 }
11660
11661
11662 void
11663 debug_iv_class (const struct iv_class *bl)
11664 {
11665   loop_iv_class_dump (bl, stderr, 1);
11666 }
11667
11668
11669 void
11670 debug_biv (const struct induction *v)
11671 {
11672   loop_biv_dump (v, stderr, 1);
11673 }
11674
11675
11676 void
11677 debug_giv (const struct induction *v)
11678 {
11679   loop_giv_dump (v, stderr, 1);
11680 }
11681
11682
11683 #define LOOP_BLOCK_NUM_1(INSN) \
11684 ((INSN) ? (BLOCK_FOR_INSN (INSN) ? BLOCK_NUM (INSN) : - 1) : -1)
11685
11686 /* The notes do not have an assigned block, so look at the next insn.  */
11687 #define LOOP_BLOCK_NUM(INSN) \
11688 ((INSN) ? (NOTE_P (INSN) \
11689             ? LOOP_BLOCK_NUM_1 (next_nonnote_insn (INSN)) \
11690             : LOOP_BLOCK_NUM_1 (INSN)) \
11691         : -1)
11692
11693 #define LOOP_INSN_UID(INSN) ((INSN) ? INSN_UID (INSN) : -1)
11694
11695 static void
11696 loop_dump_aux (const struct loop *loop, FILE *file,
11697                int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
11698 {
11699   rtx label;
11700
11701   if (! loop || ! file || !BB_HEAD (loop->first))
11702     return;
11703
11704   /* Print diagnostics to compare our concept of a loop with
11705      what the loop notes say.  */
11706   if (! PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))
11707       || !NOTE_P (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
11708       || NOTE_LINE_NUMBER (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
11709       != NOTE_INSN_LOOP_BEG)
11710     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_BEG at %d\n",
11711              INSN_UID (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))));
11712   if (! NEXT_INSN (BB_END (loop->last))
11713       || !NOTE_P (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
11714       || NOTE_LINE_NUMBER (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
11715       != NOTE_INSN_LOOP_END)
11716     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_END at %d\n",
11717              INSN_UID (NEXT_INSN (BB_END (loop->last))));
11718
11719   if (loop->start)
11720     {
11721       fprintf (file,
11722                ";;  start %d (%d), end %d (%d)\n",
11723                LOOP_BLOCK_NUM (loop->start),
11724                LOOP_INSN_UID (loop->start),
11725                LOOP_BLOCK_NUM (loop->end),
11726                LOOP_INSN_UID (loop->end));
11727       fprintf (file, ";;  top %d (%d), scan start %d (%d)\n",
11728                LOOP_BLOCK_NUM (loop->top),
11729                LOOP_INSN_UID (loop->top),
11730                LOOP_BLOCK_NUM (loop->scan_start),
11731                LOOP_INSN_UID (loop->scan_start));
11732       fprintf (file, ";;  exit_count %d", loop->exit_count);
11733       if (loop->exit_count)
11734         {
11735           fputs (", labels:", file);
11736           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
11737             {
11738               fprintf (file, " %d ",
11739                        LOOP_INSN_UID (XEXP (label, 0)));
11740             }
11741         }
11742       fputs ("\n", file);
11743     }
11744 }
11745
11746 /* Call this function from the debugger to dump LOOP.  */
11747
11748 void
11749 debug_loop (const struct loop *loop)
11750 {
11751   flow_loop_dump (loop, stderr, loop_dump_aux, 1);
11752 }
11753
11754 /* Call this function from the debugger to dump LOOPS.  */
11755
11756 void
11757 debug_loops (const struct loops *loops)
11758 {
11759   flow_loops_dump (loops, stderr, loop_dump_aux, 1);
11760 }