OSDN Git Service

* loop.c (scan_loop): Use CONST_CALL_P instead of
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997,
3    1998, 1999, 2000 Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GNU CC.
6
7 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
23    It finds invariant computations within loops and moves them
24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
27    the basic induction variables.
28
29    It also finds cases where
30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
31    and changes these to zero the entire register once before the loop
32    and merely copy the low part within the loop.
33
34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
35    while to do these things.  */
36
37 #include "config.h"
38 #include "system.h"
39 #include "rtl.h"
40 #include "tm_p.h"
41 #include "obstack.h"
42 #include "function.h"
43 #include "expr.h"
44 #include "hard-reg-set.h"
45 #include "basic-block.h"
46 #include "insn-config.h"
47 #include "insn-flags.h"
48 #include "regs.h"
49 #include "recog.h"
50 #include "flags.h"
51 #include "real.h"
52 #include "loop.h"
53 #include "cselib.h"
54 #include "except.h"
55 #include "toplev.h"
56
57 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
58    The luids are like uids but increase monotonically always.
59    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
60
61 int *uid_luid;
62
63 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
64    number the insn is contained in.  */
65
66 struct loop **uid_loop;
67
68 /* 1 + largest uid of any insn.  */
69
70 int max_uid_for_loop;
71
72 /* 1 + luid of last insn.  */
73
74 static int max_luid;
75
76 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
77    next few tables.  */
78
79 static int max_loop_num;
80
81 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
82    is set during the loop being scanned.
83    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
84    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
85    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
86    not known equal to a constant.
87    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
88    while the failed candidates have the original number of times set.
89
90    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
91    < 0 a conditionally invariant one.  */
92
93 static varray_type set_in_loop;
94
95 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
96    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
97    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
98
99 static varray_type n_times_set;
100
101 /* Index by register number, 1 indicates that the register
102    cannot be moved or strength reduced.  */
103
104 static varray_type may_not_optimize;
105
106 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
107    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
108
109 static varray_type reg_single_usage;
110
111 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
112    This reduces the desire to move it out of another.  */
113
114 static char *moved_once;
115
116 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
117
118 static rtx loop_store_mems;
119
120 /* The insn where the first of these was found.  */
121 static rtx first_loop_store_insn;
122
123 typedef struct loop_mem_info {
124   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
125   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
126   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
127 } loop_mem_info;
128
129 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
130    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
131    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
132    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
133
134 static loop_mem_info *loop_mems;
135
136 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
137
138 static int loop_mems_idx;
139
140 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
141
142 static int loop_mems_allocated;
143
144 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current
145    loop.  This happens if the loop contains a call (in which case
146    `loop_info->has_call' will also be set) or if we store into more
147    than NUM_STORES MEMs.  */
148
149 static int unknown_address_altered;
150
151 /* The above doesn't count any readonly memory locations that are stored.
152    This does.  */
153
154 static int unknown_constant_address_altered;
155
156 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
157 static int num_movables;
158
159 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
160 static int num_mem_sets;
161
162 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
163    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
164 unsigned int max_reg_before_loop;
165
166 /* The value to pass to the next call of reg_scan_update.  */
167 static int loop_max_reg;
168
169 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
170    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
171    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
172    that array.  */
173
174 static struct obstack temp_obstack;
175
176 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
177
178 extern struct obstack *rtl_obstack;
179
180 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
181 #define obstack_chunk_free free
182 \f
183 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
184    is made to record all the movable insns found.
185    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
186
187 struct movable
188 {
189   rtx insn;                     /* A movable insn */
190   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
191   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
192   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
193                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
194   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
195                                    that must be moved with this one.  */
196   unsigned int regno;           /* The register it sets */
197   short lifetime;               /* lifetime of that register;
198                                    may be adjusted when matching movables
199                                    that load the same value are found.  */
200   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
201                                    including other movables that force this
202                                    or match this one.  */
203   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
204   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
205   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
206                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
207                    that the reg is live outside the range from where it is set
208                    to the following label.  */
209   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
210
211   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
212                                    In particular, moving it does not make it
213                                    invariant.  */
214   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
215                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
216   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
217                                     first insn of a consecutive sets group.  */
218   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
219   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
220                                    that we should avoid changing when clearing
221                                    the rest of the reg.  */
222   struct movable *match;        /* First entry for same value */
223   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
224   struct movable *next;
225 };
226
227 static struct movable *the_movables;
228
229 FILE *loop_dump_stream;
230
231 /* Forward declarations.  */
232
233 static void verify_dominator PARAMS ((struct loop *));
234 static void find_and_verify_loops PARAMS ((rtx, struct loops *));
235 static void mark_loop_jump PARAMS ((rtx, struct loop *));
236 static void prescan_loop PARAMS ((struct loop *));
237 static int reg_in_basic_block_p PARAMS ((rtx, rtx));
238 static int consec_sets_invariant_p PARAMS ((const struct loop *,
239                                             rtx, int, rtx));
240 static int labels_in_range_p PARAMS ((rtx, int));
241 static void count_one_set PARAMS ((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
242
243 static void count_loop_regs_set PARAMS ((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
244                                          int *, int));
245 static void note_addr_stored PARAMS ((rtx, rtx, void *));
246 static void note_set_pseudo_multiple_uses PARAMS ((rtx, rtx, void *));
247 static int loop_reg_used_before_p PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx));
248 static void scan_loop PARAMS ((struct loop*, int));
249 #if 0
250 static void replace_call_address PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
251 #endif
252 static rtx skip_consec_insns PARAMS ((rtx, int));
253 static int libcall_benefit PARAMS ((rtx));
254 static void ignore_some_movables PARAMS ((struct movable *));
255 static void force_movables PARAMS ((struct movable *));
256 static void combine_movables PARAMS ((struct movable *, int));
257 static int regs_match_p PARAMS ((rtx, rtx, struct movable *));
258 static int rtx_equal_for_loop_p PARAMS ((rtx, rtx, struct movable *));
259 static void add_label_notes PARAMS ((rtx, rtx));
260 static void move_movables PARAMS ((struct loop *loop, struct movable *,
261                                    int, int, int));
262 static int count_nonfixed_reads PARAMS ((const struct loop *, rtx));
263 static void strength_reduce PARAMS ((struct loop *, int, int));
264 static void find_single_use_in_loop PARAMS ((rtx, rtx, varray_type));
265 static int valid_initial_value_p PARAMS ((rtx, rtx, int, rtx));
266 static void find_mem_givs PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx, int, int));
267 static void record_biv PARAMS ((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *,
268                                 int, int));
269 static void check_final_value PARAMS ((const struct loop *,
270                                        struct induction *));
271 static void record_giv PARAMS ((const struct loop *, struct induction *,
272                                 rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types,
273                                 int, int, rtx *));
274 static void update_giv_derive PARAMS ((const struct loop *, rtx));
275 static int basic_induction_var PARAMS ((const struct loop *, rtx,
276                                         enum machine_mode, rtx, rtx,
277                                         rtx *, rtx *, rtx **));
278 static rtx simplify_giv_expr PARAMS ((const struct loop *, rtx, int *));
279 static int general_induction_var PARAMS ((const struct loop *loop, rtx, rtx *,
280                                           rtx *, rtx *, int, int *, enum machine_mode));
281 static int consec_sets_giv PARAMS ((const struct loop *, int, rtx,
282                                     rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
283 static int check_dbra_loop PARAMS ((struct loop *, int));
284 static rtx express_from_1 PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
285 static rtx combine_givs_p PARAMS ((struct induction *, struct induction *));
286 static void combine_givs PARAMS ((struct iv_class *));
287 struct recombine_givs_stats;
288 static int find_life_end PARAMS ((rtx, struct recombine_givs_stats *,
289                                   rtx, rtx));
290 static void recombine_givs PARAMS ((const struct loop *, struct iv_class *,
291                                     int));
292 static int product_cheap_p PARAMS ((rtx, rtx));
293 static int maybe_eliminate_biv PARAMS ((const struct loop *, struct iv_class *,
294                                         int, int, int));
295 static int maybe_eliminate_biv_1 PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx,
296                                           struct iv_class *, int, rtx));
297 static int last_use_this_basic_block PARAMS ((rtx, rtx));
298 static void record_initial PARAMS ((rtx, rtx, void *));
299 static void update_reg_last_use PARAMS ((rtx, rtx));
300 static rtx next_insn_in_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
301 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PARAMS ((const struct loop*,
302                                                          int *));
303 static void load_mems PARAMS ((const struct loop *));
304 static int insert_loop_mem PARAMS ((rtx *, void *));
305 static int replace_loop_mem PARAMS ((rtx *, void *));
306 static int replace_loop_reg PARAMS ((rtx *, void *));
307 static void note_reg_stored PARAMS ((rtx, rtx, void *));
308 static void try_copy_prop PARAMS ((const struct loop *, rtx, unsigned int));
309 static void try_swap_copy_prop PARAMS ((const struct loop *, rtx,
310                                          unsigned int));
311 static int replace_label PARAMS ((rtx *, void *));
312 static rtx check_insn_for_givs PARAMS((struct loop *, rtx, int, int));
313 static rtx check_insn_for_bivs PARAMS((struct loop *, rtx, int, int));
314
315 typedef struct rtx_and_int {
316   rtx r;
317   int i;
318 } rtx_and_int;
319
320 typedef struct rtx_pair {
321   rtx r1;
322   rtx r2;
323 } rtx_pair;
324
325 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
326 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
327   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
328    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
329    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
330
331 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
332 static int indirect_jump_in_function;
333 static int indirect_jump_in_function_p PARAMS ((rtx));
334
335 static int compute_luids PARAMS ((rtx, rtx, int));
336
337 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PARAMS ((struct induction *,
338                                                    struct induction *, rtx));
339 \f
340 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
341 static int add_cost;
342 #if 0
343 static int shift_cost;
344 static int mult_cost;
345 #endif
346
347 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
348    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
349 static int copy_cost;
350
351 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
352 static int reg_address_cost;
353
354 void
355 init_loop ()
356 {
357   char *free_point = (char *) oballoc (1);
358   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
359
360   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
361
362   reg_address_cost = address_cost (reg, SImode);
363
364   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
365      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
366      will be far less than the cost of an add.  */
367
368   copy_cost = 2 * 2;
369
370   /* Free the objects we just allocated.  */
371   obfree (free_point);
372
373   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
374   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
375 }
376 \f
377 /* Compute the mapping from uids to luids.
378    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
379    except that luids increase monotonically through the code.
380    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
381    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
382 static int
383 compute_luids (start, end, prev_luid)
384      rtx start, end;
385      int prev_luid;
386 {
387   int i;
388   rtx insn;
389
390   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
391     {
392       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
393         continue;
394       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
395          luids between two insns is not affected by -g.  */
396       if (GET_CODE (insn) != NOTE
397           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
398         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
399       else
400         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
401         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
402     }
403   return i + 1;
404 }
405 \f
406 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
407    on the current function.  F is the first insn of the function
408    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
409    (or 0 if none should be output).  */
410
411 void
412 loop_optimize (f, dumpfile, flags)
413      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
414      rtx f;
415      FILE *dumpfile;
416      int flags;
417 {
418   register rtx insn;
419   register int i;
420   struct loops loops_data;
421   struct loops *loops = &loops_data;
422   struct loop_info *loops_info;
423
424   loop_dump_stream = dumpfile;
425
426   init_recog_no_volatile ();
427
428   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
429   loop_max_reg = max_reg_before_loop;
430
431   regs_may_share = 0;
432
433   /* Count the number of loops.  */
434
435   max_loop_num = 0;
436   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
437     {
438       if (GET_CODE (insn) == NOTE
439           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
440         max_loop_num++;
441     }
442
443   /* Don't waste time if no loops.  */
444   if (max_loop_num == 0)
445     return;
446
447   loops->num = max_loop_num;
448
449   moved_once = (char *) xcalloc (max_reg_before_loop, sizeof (char));
450
451   /* Get size to use for tables indexed by uids.
452      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
453   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
454
455   uid_luid = (int *) xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (int));
456   uid_loop = (struct loop **) xcalloc (max_uid_for_loop,
457                                        sizeof (struct loop *));
458
459   /* Allocate storage for array of loops.  */
460   loops->array = (struct loop *)
461     xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop));
462
463   /* Find and process each loop.
464      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
465   find_and_verify_loops (f, loops);
466
467   /* Allocate and initialize auxiliary loop information.  */
468   loops_info = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop_info));
469   for (i = 0; i < loops->num; i++)
470     loops->array[i].aux = loops_info + i;
471
472   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
473      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
474      function.  */
475   reg_scan (f, max_reg_before_loop, 1);
476
477   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
478      will have entries in the register tables.
479
480      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
481      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
482   init_alias_analysis ();
483
484   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
485      one more that the maximum uid of all insn.  */
486   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
487     abort ();
488   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
489   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
490
491   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it
492      might have rearranged code afterwards, so we need to recompute
493      the luids now.  */
494   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
495
496   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
497      deleted.  It is possible that the first or last insn
498      using some register has been deleted by cross-jumping.
499      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
500      points to the general area where that insn used to be.  */
501   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
502     {
503       uid_luid[0] = uid_luid[i];
504       if (uid_luid[0] != 0)
505         break;
506     }
507   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
508     if (uid_luid[i] == 0)
509       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
510
511   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
512      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
513   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
514
515   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
516      before outer ones.  */
517   for (i = max_loop_num - 1; i >= 0; i--)
518     {
519       struct loop *loop = &loops->array[i];
520
521       if (! loop->invalid && loop->end)
522         scan_loop (loop, flags);
523     }
524
525   /* If there were lexical blocks inside the loop, they have been
526      replicated.  We will now have more than one NOTE_INSN_BLOCK_BEG
527      and NOTE_INSN_BLOCK_END for each such block.  We must duplicate
528      the BLOCKs as well.  */
529   if (write_symbols != NO_DEBUG)
530     reorder_blocks ();
531
532   end_alias_analysis ();
533
534   /* Clean up.  */
535   free (moved_once);
536   free (uid_luid);
537   free (uid_loop);
538   free (loops_info);
539   free (loops->array);
540 }
541 \f
542 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
543    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
544    respectively.  LOOP->TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
545    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
546    bottom.  */
547
548 static rtx
549 next_insn_in_loop (loop, insn)
550      const struct loop *loop;
551      rtx insn;
552 {
553   insn = NEXT_INSN (insn);
554
555   if (insn == loop->end)
556     {
557       if (loop->top)
558         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
559         insn = loop->top;
560       else
561         /* We're done.  */
562         insn = NULL_RTX;
563     }
564
565   if (insn == loop->scan_start)
566     /* We're done.  */
567     insn = NULL_RTX;
568
569   return insn;
570 }
571
572 /* Optimize one loop described by LOOP.  */
573
574 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
575    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
576    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
577    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
578    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
579
580 static void
581 scan_loop (loop, flags)
582      struct loop *loop;
583      int flags;
584 {
585   register int i;
586   rtx loop_start = loop->start;
587   rtx loop_end = loop->end;
588   /* Additional information about the current loop being processed
589      that is used to compute the number of loop iterations for loop
590      unrolling and doloop optimization.  */
591   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
592   rtx p;
593   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
594   int maybe_never = 0;
595   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
596      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
597   int call_passed = 0;
598   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
599   rtx loop_entry_jump = 0;
600   /* Number of insns in the loop.  */
601   int insn_count;
602   int tem;
603   rtx temp, update_start, update_end;
604   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
605   rtx set, set1;
606   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
607   struct movable *movables = 0;
608   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
609   struct movable *last_movable = 0;
610   /* Ratio of extra register life span we can justify
611      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
612      since in that case saving an insn makes more difference
613      and more registers are available.  */
614   int threshold;
615   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
616   int loop_depth = 0;
617   int nregs;
618
619   loop->top = 0;
620
621   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
622      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
623      that is too complex to duplicate in front of the loop.
624
625      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
626      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
627      (because we might have a loop executed only once that contains a
628      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
629      (in case we have a degenerate loop).
630
631      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
632      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
633      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
634      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
635      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
636
637   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
638        p != loop_end
639          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && ! INSN_P (p)
640          && (GET_CODE (p) != NOTE
641              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
642                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
643        p = NEXT_INSN (p))
644     ;
645
646   loop->scan_start = p;
647
648   /* Set up variables describing this loop.  */
649   prescan_loop (loop);
650   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
651
652   /* If loop has a jump before the first label,
653      the true entry is the target of that jump.
654      Start scan from there.
655      But record in LOOP->TOP the place where the end-test jumps
656      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
657   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
658     {
659       loop_entry_jump = p;
660
661       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
662       if (any_uncondjump_p (p)
663           && JUMP_LABEL (p) != 0
664           /* Check to see whether the jump actually
665              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
666              This case can happen for things like
667              do {..} while (0).  If this label was generated previously
668              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
669              the loop.  */
670           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, loop_end))
671         {
672           loop->top = next_label (loop->scan_start);
673           loop->scan_start = JUMP_LABEL (p);
674         }
675     }
676
677   /* If LOOP->SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
678      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
679      test may never be true, but it's best to play it safe.)
680
681      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
682      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
683      test above.  */
684
685   if (INSN_UID (loop->scan_start) >= max_uid_for_loop
686       || GET_CODE (loop->scan_start) != CODE_LABEL)
687     {
688       if (loop_dump_stream)
689         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
690                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end));
691       return;
692     }
693
694   /* Count number of times each reg is set during this loop.
695      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
696      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
697
698   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
699      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
700      that even after the moving of movables creates some new registers
701      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
702      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
703   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
704   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
705   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
706   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
707   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
708
709   count_loop_regs_set (loop->top ? loop->top : loop->start, loop->end,
710                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
711
712   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
713     {
714       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
715       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
716     }
717
718 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
719   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
720      create CCmode register copies.  */
721   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
722     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
723       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
724 #endif
725
726   bcopy ((char *) &set_in_loop->data,
727          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
728
729   if (loop_dump_stream)
730     {
731       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
732                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end), insn_count);
733       if (loop->cont)
734         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
735                  INSN_UID (loop->cont));
736     }
737
738   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
739      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
740      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
741      We consider whether subsequent insns use the reg
742      in deciding whether it is worth actually moving.
743
744      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
745      and therefore it is possible that the insns we are scanning
746      would never be executed.  At such times, we must make sure
747      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
748      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
749      so that is not a problem.  */
750
751   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
752        p != NULL_RTX;
753        p = next_insn_in_loop (loop, p))
754     {
755       if (GET_CODE (p) == INSN
756           && (set = single_set (p))
757           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
758           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
759         {
760           int tem1 = 0;
761           int tem2 = 0;
762           int move_insn = 0;
763           rtx src = SET_SRC (set);
764           rtx dependencies = 0;
765
766           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
767              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
768              specified, use it as the source and mark that we should move
769              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
770              insn.
771
772              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
773              is present.  */
774           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
775           if (temp)
776             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
777           else
778             {
779               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
780               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
781                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
782               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
783                 {
784                   src = XEXP (temp, 0);
785                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
786                      the equivalent expression.  To move the libcall,
787                      we must move those regs too.  */
788                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
789                 }
790             }
791
792           /* Don't try to optimize a register that was made
793              by loop-optimization for an inner loop.
794              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
795           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
796             ;
797           else if (/* The register is used in basic blocks other
798                       than the one where it is set (meaning that
799                       something after this point in the loop might
800                       depend on its value before the set).  */
801                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
802                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
803                       the loop starts, or the value before the set is
804                       needed before the set occurs...
805
806                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
807                       by the fact that the previous test will often fail for
808                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
809                       each time for register usage, we should build tables
810                       of the register usage and use them here instead.  */
811                    && (maybe_never
812                        || loop_reg_used_before_p (loop, set, p)))
813             /* It is unsafe to move the set.
814
815                This code used to consider it OK to move a set of a variable
816                which was not created by the user and not used in an exit test.
817                That behavior is incorrect and was removed.  */
818             ;
819           else if ((tem = loop_invariant_p (loop, src))
820                    && (dependencies == 0
821                        || (tem2 = loop_invariant_p (loop, dependencies)) != 0)
822                    && (VARRAY_INT (set_in_loop,
823                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
824                        || (tem1
825                            = consec_sets_invariant_p
826                            (loop, SET_DEST (set),
827                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
828                             p)))
829                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
830                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
831                       once loop is entered.  Even a function call might
832                       prevent the trap insn from being reached
833                       (since it might exit!)  */
834                    && ! ((maybe_never || call_passed)
835                          && may_trap_p (src)))
836             {
837               register struct movable *m;
838               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
839
840               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
841                  can be combined as long as they are both in the loop, but
842                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
843                  this can lose.  The most common case of this is the address
844                  of a function being called.
845
846                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
847                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
848                  we can replace the usage of this register with the source
849                  of this SET.  If we can, delete this insn.
850
851                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
852                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
853
854               if (loop_info->has_call
855                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
856                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
857                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
858                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
859                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
860                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
861                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
862                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
863                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
864                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
865                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
866                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
867                      a call-clobbered register and the life of REGNO
868                      might span a call.  */
869                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
870                                            VARRAY_RTX
871                                            (reg_single_usage, regno))
872                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
873                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
874                                            VARRAY_RTX
875                                            (reg_single_usage, regno)))
876                 {
877                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
878                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
879                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
880                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
881                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
882                                               (reg_single_usage, regno)),
883                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
884
885                   PUT_CODE (p, NOTE);
886                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
887                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
888                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
889                   continue;
890                 }
891
892               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
893               m->next = 0;
894               m->insn = p;
895               m->set_src = src;
896               m->dependencies = dependencies;
897               m->set_dest = SET_DEST (set);
898               m->force = 0;
899               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop,
900                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
901               m->done = 0;
902               m->forces = 0;
903               m->partial = 0;
904               m->move_insn = move_insn;
905               m->move_insn_first = 0;
906               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
907               m->savemode = VOIDmode;
908               m->regno = regno;
909               /* Set M->cond if either loop_invariant_p
910                  or consec_sets_invariant_p returned 2
911                  (only conditionally invariant).  */
912               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
913               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
914                            > INSN_LUID (loop_end)
915                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
916               m->match = 0;
917               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
918                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
919               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
920               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
921                 m->savings += libcall_benefit (p);
922               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
923               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
924               if (movables == 0)
925                 movables = m;
926               else
927                 last_movable->next = m;
928               last_movable = m;
929
930               if (m->consec > 0)
931                 {
932                   /* It is possible for the first instruction to have a
933                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
934                      remember the status of the first instruction in case
935                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
936                   m->move_insn_first = m->move_insn;
937
938                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
939                   p = next_nonnote_insn (p);
940                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
941                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
942                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
943                   p = prev_nonnote_insn (p);
944
945                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
946                      m->set_src to correspond to the effects of all the
947                      insns.  */
948                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
949                   if (temp)
950                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
951                   else
952                     {
953                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
954                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
955                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
956                       else
957                         m->move_insn = 0;
958
959                     }
960                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
961                 }
962             }
963           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
964              or set to zero, then its high bytes are constant.
965              So clear them outside the loop and within the loop
966              just load the low bytes.
967              We must check that the machine has an instruction to do so.
968              Also, if the value loaded into the register
969              depends on the same register, this cannot be done.  */
970           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
971                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
972                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
973                    && GET_CODE (set1) == SET
974                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
975                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
976                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
977                        == SET_DEST (set))
978                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
979             {
980               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
981               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
982                 {
983                   register struct movable *m;
984                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
985                   m->next = 0;
986                   m->insn = p;
987                   m->set_dest = SET_DEST (set);
988                   m->dependencies = 0;
989                   m->force = 0;
990                   m->consec = 0;
991                   m->done = 0;
992                   m->forces = 0;
993                   m->move_insn = 0;
994                   m->move_insn_first = 0;
995                   m->partial = 1;
996                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
997                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
998                      Not even if the reg is used only within this loop.
999                      Consider this:
1000                      while (1)
1001                        while (s != t) {
1002                          if (foo ()) x = *s;
1003                          use (x);
1004                        }
1005                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1006                      being saved from the last time around the outer loop.
1007                      However, if the reg is not used outside this loop
1008                      and all uses of the register are in the same
1009                      basic block as the store, there is no problem.
1010
1011                      If this insn was made by loop, we don't know its
1012                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1013                      assumption.  */
1014                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1015                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1016                                    > INSN_LUID (loop_end))
1017                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1018                                    < INSN_LUID (p))
1019                                || (labels_in_range_p
1020                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1021                   if (maybe_never && m->global)
1022                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1023                   else
1024                     m->savemode = VOIDmode;
1025                   m->regno = regno;
1026                   m->cond = 0;
1027                   m->match = 0;
1028                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1029                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1030                   m->savings = 1;
1031                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1032                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1033                   if (movables == 0)
1034                     movables = m;
1035                   else
1036                     last_movable->next = m;
1037                   last_movable = m;
1038                 }
1039             }
1040         }
1041       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1042          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1043          Constant and pure call insns always return, so they don't count.  */
1044       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! CONST_CALL_P (p))
1045         call_passed = 1;
1046       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1047          can't count on whether or how many times they will be
1048          executed during each iteration.  Therefore, we can
1049          only move out sets of trivial variables
1050          (those not used after the loop).  */
1051       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1052       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1053                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1054                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1055                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1056                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1057                   followed a by barrier then loop end.  */
1058                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop->top
1059                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end
1060                      && any_uncondjump_p (p)))
1061         maybe_never = 1;
1062       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1063         {
1064           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1065              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1066              code has been duplicated.  */
1067           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1068             maybe_never = call_passed = 0;
1069           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1070             loop_depth++;
1071           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1072             loop_depth--;
1073         }
1074     }
1075
1076   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1077
1078   ignore_some_movables (movables);
1079
1080   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1081      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1082      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1083      since the second can be moved only if the first is.  */
1084
1085   force_movables (movables);
1086
1087   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1088      If there are, make all but the first point at the first one
1089      through the `match' field, and add the priorities of them
1090      all together as the priority of the first.  */
1091
1092   combine_movables (movables, nregs);
1093
1094   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1095      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1096
1097      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1098      optimizing for code size.  */
1099
1100   if (! optimize_size)
1101     move_movables (loop, movables, threshold, insn_count, nregs);
1102
1103   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1104      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1105   for (i = 0; i < nregs; i++)
1106     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1107       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1108
1109   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1110      hoist even more memory references.  */
1111   load_mems_and_recount_loop_regs_set (loop, &insn_count);
1112
1113   for (update_start = loop_start;
1114        PREV_INSN (update_start)
1115          && GET_CODE (PREV_INSN (update_start)) != CODE_LABEL;
1116        update_start = PREV_INSN (update_start))
1117     ;
1118   update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1119
1120   reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1121   loop_max_reg = max_reg_num ();
1122
1123   if (flag_strength_reduce)
1124     {
1125       if (update_end && GET_CODE (update_end) == CODE_LABEL)
1126         /* Ensure our label doesn't go away.  */
1127         LABEL_NUSES (update_end)++;
1128
1129       the_movables = movables;
1130       strength_reduce (loop, insn_count, flags);
1131
1132       reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1133       loop_max_reg = max_reg_num ();
1134
1135       if (update_end && GET_CODE (update_end) == CODE_LABEL
1136           && --LABEL_NUSES (update_end) == 0)
1137         delete_insn (update_end);
1138     }
1139
1140   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1141   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1142   VARRAY_FREE (n_times_set);
1143   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1144 }
1145 \f
1146 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1147    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1148
1149 void
1150 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1151      rtx in_this, not_in_this;
1152      rtx *output;
1153 {
1154   enum rtx_code code;
1155   const char *fmt;
1156   int i;
1157
1158   code = GET_CODE (in_this);
1159
1160   switch (code)
1161     {
1162     case PC:
1163     case CC0:
1164     case CONST_INT:
1165     case CONST_DOUBLE:
1166     case CONST:
1167     case SYMBOL_REF:
1168     case LABEL_REF:
1169       return;
1170
1171     case REG:
1172       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1173           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1174         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1175       return;
1176
1177     default:
1178       break;
1179     }
1180
1181   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1182   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1183     {
1184       int j;
1185
1186       switch (fmt[i])
1187         {
1188         case 'E':
1189           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1190             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1191           break;
1192
1193         case 'e':
1194           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1195           break;
1196         }
1197     }
1198 }
1199 \f
1200 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1201    aside from those mentioned in the equivalent value.
1202    If there are none, return 0.
1203    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1204
1205 rtx
1206 libcall_other_reg (insn, equiv)
1207      rtx insn, equiv;
1208 {
1209   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1210   rtx p = XEXP (note, 0);
1211   rtx output = 0;
1212
1213   /* First, find all the regs used in the libcall block
1214      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1215
1216   while (p != insn)
1217     {
1218       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1219           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1220         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1221       p = NEXT_INSN (p);
1222     }
1223
1224   return output;
1225 }
1226 \f
1227 /* Return 1 if all uses of REG
1228    are between INSN and the end of the basic block.  */
1229
1230 static int
1231 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1232      rtx insn, reg;
1233 {
1234   int regno = REGNO (reg);
1235   rtx p;
1236
1237   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1238     return 0;
1239
1240   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1241   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1242     {
1243       switch (GET_CODE (p))
1244         {
1245         case NOTE:
1246           break;
1247
1248         case INSN:
1249         case CALL_INSN:
1250           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1251           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1252             return 1;
1253           break;
1254
1255         case JUMP_INSN:
1256           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1257           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1258             return 1;
1259           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1260           return 0;
1261
1262         case CODE_LABEL:
1263         case BARRIER:
1264           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1265           return 0;
1266
1267         default:
1268           break;
1269         }
1270     }
1271
1272   /* The "last use" that was recorded can't be found after the first
1273      use.  This can happen when the last use was deleted while
1274      processing an inner loop, this inner loop was then completely
1275      unrolled, and the outer loop is always exited after the inner loop,
1276      so that everything after the first use becomes a single basic block.  */
1277   return 1;
1278 }
1279 \f
1280 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1281    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1282    value directly or can contain a library call.  */
1283
1284 static int
1285 libcall_benefit (last)
1286      rtx last;
1287 {
1288   rtx insn;
1289   int benefit = 0;
1290
1291   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1292        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1293     {
1294       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1295         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1296                                    routine.  */
1297       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1298                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1299                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1300         benefit++;
1301     }
1302
1303   return benefit;
1304 }
1305 \f
1306 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1307
1308 static rtx
1309 skip_consec_insns (insn, count)
1310      rtx insn;
1311      int count;
1312 {
1313   for (; count > 0; count--)
1314     {
1315       rtx temp;
1316
1317       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1318       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1319          be an insn here.  */
1320       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1321           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1322         insn = XEXP (temp, 0);
1323
1324       do
1325         insn = NEXT_INSN (insn);
1326       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1327     }
1328
1329   return insn;
1330 }
1331
1332 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1333    which is part of another movable.
1334    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1335    was made later and so appears later on the chain.  */
1336
1337 static void
1338 ignore_some_movables (movables)
1339      struct movable *movables;
1340 {
1341   register struct movable *m, *m1;
1342
1343   for (m = movables; m; m = m->next)
1344     {
1345       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1346       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1347       if (note)
1348         {
1349           rtx insn;
1350           /* Check for earlier movables inside that range,
1351              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1352              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1353              Rather than reject all such insns from movables, we just
1354              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1355              libcalls aren't that common).  */
1356           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1357             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1358               if (m1->insn == insn)
1359                 m1->done = 1;
1360         }
1361     }
1362 }
1363
1364 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1365    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1366    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1367    since the second can be moved only if the first is.  */
1368
1369 static void
1370 force_movables (movables)
1371      struct movable *movables;
1372 {
1373   register struct movable *m, *m1;
1374   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1375     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1376     if (!m1->partial && !m1->done)
1377       {
1378         int regno = m1->regno;
1379         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1380           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1381              register of M1 to be used after this insn?
1382              Since CSE does not update regno_last_uid,
1383              this insn M->insn might not be where it dies.
1384              But very likely this doesn't matter; what matters is
1385              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1386           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1387               && !m->done)
1388             break;
1389         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1390             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1391             && m->consec == 0)
1392           m = 0;
1393
1394         /* Increase the priority of the moving the first insn
1395            since it permits the second to be moved as well.  */
1396         if (m != 0)
1397           {
1398             m->forces = m1;
1399             m1->lifetime += m->lifetime;
1400             m1->savings += m->savings;
1401           }
1402       }
1403 }
1404 \f
1405 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1406    one register.  */
1407
1408 static void
1409 combine_movables (movables, nregs)
1410      struct movable *movables;
1411      int nregs;
1412 {
1413   register struct movable *m;
1414   char *matched_regs = (char *) xmalloc (nregs);
1415   enum machine_mode mode;
1416
1417   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1418      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1419   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1420
1421   for (m = movables; m; m = m->next)
1422     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1
1423         && !m->partial)
1424       {
1425         register struct movable *m1;
1426         int regno = m->regno;
1427
1428         bzero (matched_regs, nregs);
1429         matched_regs[regno] = 1;
1430
1431         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1432            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1433         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1434           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1435               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1436               && !m1->global
1437               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1438               && !m1->partial
1439               && (matched_regs[m1->regno]
1440                   ||
1441                   (
1442                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1443                       same constant only if the modes are the same or
1444                       if both are integer modes with M wider or the same
1445                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1446                       safe, since the only case of differing destination
1447                       modes with equal sources is when both sources are
1448                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1449                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1450                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1451                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1452                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1453                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1454                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1455                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1456                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1457                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1458                                                 movables))))
1459               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1460                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1461             {
1462               m->lifetime += m1->lifetime;
1463               m->savings += m1->savings;
1464               m1->done = 1;
1465               m1->match = m;
1466               matched_regs[m1->regno] = 1;
1467             }
1468       }
1469
1470   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1471      This can be done for those not marked `global'
1472      provided their lives don't overlap.  */
1473
1474   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1475        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1476     {
1477       register struct movable *m0 = 0;
1478
1479       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1480          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1481       for (m = movables; m; m = m->next)
1482         if (m->partial && ! m->global
1483             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1484           {
1485             register struct movable *m1;
1486             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1487             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1488
1489             if (m0 == 0)
1490               {
1491                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1492                 m0 = m;
1493                 continue;
1494               }
1495
1496             /* Make sure they extend to the same mode.
1497                (Almost always true.)  */
1498             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1499               continue;
1500
1501             /* We already have one: check for overlap with those
1502                already combined together.  */
1503             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1504               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1505                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1506                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1507                   goto overlap;
1508
1509             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1510             m0->lifetime += m->lifetime;
1511             m0->savings += m->savings;
1512             m->done = 1;
1513             m->match = m0;
1514
1515           overlap:
1516             ;
1517           }
1518     }
1519
1520   /* Clean up.  */
1521   free (matched_regs);
1522 }
1523 \f
1524 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1525
1526 static int
1527 regs_match_p (x, y, movables)
1528      rtx x, y;
1529      struct movable *movables;
1530 {
1531   unsigned int xn = REGNO (x);
1532   unsigned int yn = REGNO (y);
1533   struct movable *mx, *my;
1534
1535   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1536     if (mx->regno == xn)
1537       break;
1538
1539   for (my = movables; my; my = my->next)
1540     if (my->regno == yn)
1541       break;
1542
1543   return (mx && my
1544           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1545               || mx->match == my
1546               || mx == my->match));
1547 }
1548
1549 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1550    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1551
1552    If two registers are matching movables or a movable register and an
1553    equivalent constant, consider them equal.  */
1554
1555 static int
1556 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1557      rtx x, y;
1558      struct movable *movables;
1559 {
1560   register int i;
1561   register int j;
1562   register struct movable *m;
1563   register enum rtx_code code;
1564   register const char *fmt;
1565
1566   if (x == y)
1567     return 1;
1568   if (x == 0 || y == 0)
1569     return 0;
1570
1571   code = GET_CODE (x);
1572
1573   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1574      equal.  */
1575   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1576       && CONSTANT_P (y))
1577     {
1578       for (m = movables; m; m = m->next)
1579         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1580             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1581           return 1;
1582     }
1583   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1584            && CONSTANT_P (x))
1585     {
1586       for (m = movables; m; m = m->next)
1587         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1588             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1589           return 1;
1590     }
1591
1592   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1593   if (code != GET_CODE (y))
1594     return 0;
1595
1596   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1597      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1598
1599   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1600     return 0;
1601
1602   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1603   if (code == REG)
1604     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1605
1606   if (code == LABEL_REF)
1607     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1608   if (code == SYMBOL_REF)
1609     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1610
1611   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1612      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1613
1614   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1615   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1616     {
1617       switch (fmt[i])
1618         {
1619         case 'w':
1620           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1621             return 0;
1622           break;
1623
1624         case 'i':
1625           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1626             return 0;
1627           break;
1628
1629         case 'E':
1630           /* Two vectors must have the same length.  */
1631           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1632             return 0;
1633
1634           /* And the corresponding elements must match.  */
1635           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1636             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1637               return 0;
1638           break;
1639
1640         case 'e':
1641           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1642             return 0;
1643           break;
1644
1645         case 's':
1646           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1647             return 0;
1648           break;
1649
1650         case 'u':
1651           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1652           break;
1653
1654         case '0':
1655           break;
1656
1657           /* It is believed that rtx's at this level will never
1658              contain anything but integers and other rtx's,
1659              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1660         default:
1661           abort ();
1662         }
1663     }
1664   return 1;
1665 }
1666 \f
1667 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1668   insns in INSNS which use the reference.  */
1669
1670 static void
1671 add_label_notes (x, insns)
1672      rtx x;
1673      rtx insns;
1674 {
1675   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1676   int i, j;
1677   const char *fmt;
1678   rtx insn;
1679
1680   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1681     {
1682       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1683          avoid flow generating (slighly) worse code.
1684
1685          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1686          mark_jump_label for additional information).  */
1687       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1688         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1689           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1690                                                 REG_NOTES (insn));
1691     }
1692
1693   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1694   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1695     {
1696       if (fmt[i] == 'e')
1697         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1698       else if (fmt[i] == 'E')
1699         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1700           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1701     }
1702 }
1703 \f
1704 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1705    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1706    other throughout.  */
1707
1708 static void
1709 move_movables (loop, movables, threshold, insn_count, nregs)
1710      struct loop *loop;
1711      struct movable *movables;
1712      int threshold;
1713      int insn_count;
1714      int nregs;
1715 {
1716   rtx new_start = 0;
1717   register struct movable *m;
1718   register rtx p;
1719   rtx loop_start = loop->start;
1720   rtx loop_end = loop->end;
1721   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1722      when we move several insns that load the same value
1723      into different pseudo-registers.  */
1724   rtx *reg_map = (rtx *) xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
1725   char *already_moved = (char *) xcalloc (nregs, sizeof (char));
1726
1727   num_movables = 0;
1728
1729   for (m = movables; m; m = m->next)
1730     {
1731       /* Describe this movable insn.  */
1732
1733       if (loop_dump_stream)
1734         {
1735           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1736                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1737           if (m->consec > 0)
1738             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1739           if (m->cond)
1740             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1741           if (m->force)
1742             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1743           if (m->global)
1744             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1745           if (m->done)
1746             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1747           if (m->move_insn)
1748             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1749           if (m->match)
1750             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1751                      INSN_UID (m->match->insn));
1752           if (m->forces)
1753             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1754                      INSN_UID (m->forces->insn));
1755         }
1756
1757       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1758       num_movables++;
1759
1760       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1761          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1762
1763       if (!m->done
1764           && (! m->cond
1765               || (1 == loop_invariant_p (loop, m->set_src)
1766                   && (m->dependencies == 0
1767                       || 1 == loop_invariant_p (loop, m->dependencies))
1768                   && (m->consec == 0
1769                       || 1 == consec_sets_invariant_p (loop, m->set_dest,
1770                                                        m->consec + 1,
1771                                                        m->insn))))
1772           && (! m->forces || m->forces->done))
1773         {
1774           register int regno;
1775           register rtx p;
1776           int savings = m->savings;
1777
1778           /* We have an insn that is safe to move.
1779              Compute its desirability.  */
1780
1781           p = m->insn;
1782           regno = m->regno;
1783
1784           if (loop_dump_stream)
1785             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1786
1787           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1788             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1789
1790           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1791              which is safe only if this one is moved too: that is,
1792              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1793
1794           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1795              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1796              If it's not desirable, it means the loop is so big
1797              that moving won't speed things up much,
1798              and it is liable to make register usage worse.  */
1799
1800           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1801              extra cost because something else was already moved.  */
1802
1803           if (already_moved[regno]
1804               || flag_move_all_movables
1805               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1806                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1807               || (m->forces && m->forces->done
1808                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1809             {
1810               int count;
1811               register struct movable *m1;
1812               rtx first = NULL_RTX;
1813
1814               /* Now move the insns that set the reg.  */
1815
1816               if (m->partial && m->match)
1817                 {
1818                   rtx newpat, i1;
1819                   rtx r1, r2;
1820                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1821                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1822                      And that reg is loaded with 0 directly,
1823                      since it has ->match == 0.  */
1824                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1825                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1826                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1827                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1828
1829                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1830                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1831                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1832                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1833                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1834                   regs_may_share
1835                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1836                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1837                                                             regs_may_share));
1838                   delete_insn (m->insn);
1839
1840                   if (new_start == 0)
1841                     new_start = i1;
1842
1843                   if (loop_dump_stream)
1844                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1845                 }
1846               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1847                  new move insn, first delete what we have and then emit
1848                  the move insn before the loop.  */
1849               else if (m->move_insn)
1850                 {
1851                   rtx i1, temp;
1852
1853                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1854                     {
1855                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1856                          skip to the end.  */
1857                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1858                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1859                         p = XEXP (temp, 0);
1860
1861                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1862                          delete every insn in the sequence except the last.
1863                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1864                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1865                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1866                         {
1867                           temp = XEXP (temp, 0);
1868                           while (temp != p)
1869                             temp = delete_insn (temp);
1870                         }
1871
1872                       temp = p;
1873                       p = delete_insn (p);
1874
1875                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1876                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1877                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1878                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1879                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1880                          insn stream.  */
1881                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1882                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1883                     }
1884
1885                   start_sequence ();
1886                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1887                   temp = get_insns ();
1888                   end_sequence ();
1889
1890                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1891
1892                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1893                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1894                     REG_NOTES (i1)
1895                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1896                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1897
1898                   if (loop_dump_stream)
1899                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1900
1901                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1902                   threshold -= 3;
1903                 }
1904               else
1905                 {
1906                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1907                     {
1908                       rtx i1, temp;
1909
1910                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1911                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
1912                          be an insn here.  */
1913                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1914                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1915                         p = XEXP (temp, 0);
1916
1917                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1918                          insns except the last before the loop.  The last
1919                          insn is handled in the normal manner.  */
1920                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1921                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1922                         {
1923                           rtx fn_address = 0;
1924                           rtx fn_reg = 0;
1925                           rtx fn_address_insn = 0;
1926
1927                           first = 0;
1928                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1929                                temp = NEXT_INSN (temp))
1930                             {
1931                               rtx body;
1932                               rtx n;
1933                               rtx next;
1934
1935                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1936                                 continue;
1937
1938                               body = PATTERN (temp);
1939
1940                               /* Find the next insn after TEMP,
1941                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1942                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1943                                    next = NEXT_INSN (next))
1944                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1945                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1946                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1947                                   break;
1948
1949                               /* If that is the call, this may be the insn
1950                                  that loads the function address.
1951
1952                                  Extract the function address from the insn
1953                                  that loads it into a register.
1954                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1955
1956                                  So emit a new move insn that copies the
1957                                  function address into the register that the
1958                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1959                                  redundant stores that we have created.  */
1960                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1961                                   && GET_CODE (body) == SET
1962                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1963                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1964                                                          NULL_RTX)))
1965                                 {
1966                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1967                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1968                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1969                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1970                                   fn_address_insn = temp;
1971                                 }
1972                               /* We have the call insn.
1973                                  If it uses the register we suspect it might,
1974                                  load it with the correct address directly.  */
1975                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1976                                   && fn_address != 0
1977                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
1978                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1979                                                                 fn_address),
1980                                                  fn_address_insn);
1981
1982                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1983                                 {
1984                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
1985                                   /* Because the USAGE information potentially
1986                                      contains objects other than hard registers
1987                                      we need to copy it.  */
1988                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
1989                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
1990                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
1991                                 }
1992                               else
1993                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
1994                               if (first == 0)
1995                                 first = i1;
1996                               if (temp == fn_address_insn)
1997                                 fn_address_insn = i1;
1998                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
1999                               delete_insn (temp);
2000                             }
2001                           if (new_start == 0)
2002                             new_start = first;
2003                         }
2004                       if (m->savemode != VOIDmode)
2005                         {
2006                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2007                              the bits that are not covered by the mode
2008                              m->savemode.  */
2009                           rtx reg = m->set_dest;
2010                           rtx sequence;
2011                           rtx tem;
2012
2013                           start_sequence ();
2014                           tem = expand_binop
2015                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2016                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2017                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2018                                       - 1),
2019                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2020                           if (tem == 0)
2021                             abort ();
2022                           if (tem != reg)
2023                             emit_move_insn (reg, tem);
2024                           sequence = gen_sequence ();
2025                           end_sequence ();
2026                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2027                         }
2028                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2029                         {
2030                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2031                           /* Because the USAGE information potentially
2032                              contains objects other than hard registers
2033                              we need to copy it.  */
2034                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2035                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2036                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2037                         }
2038                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2039                         {
2040                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2041                              use the REG_EQUAL note.  */
2042                           start_sequence ();
2043                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2044                           temp = get_insns ();
2045                           end_sequence ();
2046
2047                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2048
2049                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2050                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2051                             REG_NOTES (i1)
2052                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2053                                                     : REG_EQUAL),
2054                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2055                         }
2056                       else
2057                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2058
2059                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2060                         {
2061                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2062
2063                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2064                              is not loop invariant, then delete it, since it
2065                              may cause problems with later optimization passes.
2066                              It is possible for cse to create such notes
2067                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2068
2069                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2070                               && ! loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0)))
2071                             remove_note (i1, temp);
2072                         }
2073
2074                       if (new_start == 0)
2075                         new_start = i1;
2076
2077                       if (loop_dump_stream)
2078                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2079                                  INSN_UID (i1));
2080
2081                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2082                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2083                          and REG_RETVAL on I1.  */
2084                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2085                         {
2086                           XEXP (temp, 0) = first;
2087                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2088                           XEXP (temp, 0) = i1;
2089                         }
2090
2091                       temp = p;
2092                       delete_insn (p);
2093                       p = NEXT_INSN (p);
2094
2095                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2096                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2097                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2098                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2099                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2100                          insn stream.  */
2101                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2102                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2103                     }
2104
2105                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2106                   threshold -= 3;
2107                 }
2108
2109               /* Any other movable that loads the same register
2110                  MUST be moved.  */
2111               already_moved[regno] = 1;
2112
2113               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2114               moved_once[regno] = 1;
2115
2116               /* The reg set here is now invariant.  */
2117               if (! m->partial)
2118                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2119
2120               m->done = 1;
2121
2122               /* Change the length-of-life info for the register
2123                  to say it lives at least the full length of this loop.
2124                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2125
2126               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2127                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2128                    We can't use the moved insn because it is out of range
2129                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2130                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2131               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_end))
2132                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (loop_end);
2133
2134               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2135
2136               if (! m->partial)
2137                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2138                   if (m1->match == m)
2139                     {
2140                       rtx temp;
2141
2142                       /* Schedule the reg loaded by M1
2143                          for replacement so that shares the reg of M.
2144                          If the modes differ (only possible in restricted
2145                          circumstances, make a SUBREG.
2146
2147                          Note this assumes that the target dependent files
2148                          treat REG and SUBREG equally, including within
2149                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2150                          predicates since we never verify that replacing the
2151                          original register with a SUBREG results in a
2152                          recognizable insn.  */
2153                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2154                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2155                       else
2156                         reg_map[m1->regno]
2157                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2158                                                 m->set_dest);
2159
2160                       /* Get rid of the matching insn
2161                          and prevent further processing of it.  */
2162                       m1->done = 1;
2163
2164                       /* if library call, delete all insn except last, which
2165                          is deleted below */
2166                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2167                                                  NULL_RTX)))
2168                         {
2169                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2170                                temp = NEXT_INSN (temp))
2171                             delete_insn (temp);
2172                         }
2173                       delete_insn (m1->insn);
2174
2175                       /* Any other movable that loads the same register
2176                          MUST be moved.  */
2177                       already_moved[m1->regno] = 1;
2178
2179                       /* The reg merged here is now invariant,
2180                          if the reg it matches is invariant.  */
2181                       if (! m->partial)
2182                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2183                     }
2184             }
2185           else if (loop_dump_stream)
2186             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2187         }
2188       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2189         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2190
2191       if (loop_dump_stream)
2192         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2193     }
2194
2195   if (new_start == 0)
2196     new_start = loop_start;
2197
2198   /* Go through all the instructions in the loop, making
2199      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2200   for (p = new_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2201     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2202         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2203       {
2204         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2205         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2206         INSN_CODE (p) = -1;
2207       }
2208
2209   /* Clean up.  */
2210   free (reg_map);
2211   free (already_moved);
2212 }
2213 \f
2214 #if 0
2215 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2216    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2217
2218 static void
2219 replace_call_address (x, reg, addr)
2220      rtx x, reg, addr;
2221 {
2222   register enum rtx_code code;
2223   register int i;
2224   register const char *fmt;
2225
2226   if (x == 0)
2227     return;
2228   code = GET_CODE (x);
2229   switch (code)
2230     {
2231     case PC:
2232     case CC0:
2233     case CONST_INT:
2234     case CONST_DOUBLE:
2235     case CONST:
2236     case SYMBOL_REF:
2237     case LABEL_REF:
2238     case REG:
2239       return;
2240
2241     case SET:
2242       /* Short cut for very common case.  */
2243       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2244       return;
2245
2246     case CALL:
2247       /* Short cut for very common case.  */
2248       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2249       return;
2250
2251     case MEM:
2252       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2253          something is wrong.  */
2254       if (XEXP (x, 0) != reg)
2255         abort ();
2256       XEXP (x, 0) = addr;
2257       return;
2258
2259     default:
2260       break;
2261     }
2262
2263   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2264   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2265     {
2266       if (fmt[i] == 'e')
2267         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2268       else if (fmt[i] == 'E')
2269         {
2270           register int j;
2271           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2272             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2273         }
2274     }
2275 }
2276 #endif
2277 \f
2278 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2279    in the rtx X.  */
2280
2281 static int
2282 count_nonfixed_reads (loop, x)
2283      const struct loop *loop;
2284      rtx x;
2285 {
2286   register enum rtx_code code;
2287   register int i;
2288   register const char *fmt;
2289   int value;
2290
2291   if (x == 0)
2292     return 0;
2293
2294   code = GET_CODE (x);
2295   switch (code)
2296     {
2297     case PC:
2298     case CC0:
2299     case CONST_INT:
2300     case CONST_DOUBLE:
2301     case CONST:
2302     case SYMBOL_REF:
2303     case LABEL_REF:
2304     case REG:
2305       return 0;
2306
2307     case MEM:
2308       return ((loop_invariant_p (loop, XEXP (x, 0)) != 1)
2309               + count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, 0)));
2310
2311     default:
2312       break;
2313     }
2314
2315   value = 0;
2316   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2317   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2318     {
2319       if (fmt[i] == 'e')
2320         value += count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, i));
2321       if (fmt[i] == 'E')
2322         {
2323           register int j;
2324           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2325             value += count_nonfixed_reads (loop, XVECEXP (x, i, j));
2326         }
2327     }
2328   return value;
2329 }
2330 \f
2331 #if 0
2332 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2333    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2334    if the machine supports such an instruction,
2335    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2336
2337 static void
2338 constant_high_bytes (p, loop_start)
2339      rtx p, loop_start;
2340 {
2341   register rtx new;
2342   register int insn_code_number;
2343
2344   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2345      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2346
2347   new
2348     = gen_rtx_SET
2349       (VOIDmode,
2350        gen_rtx_STRICT_LOW_PART
2351        (VOIDmode,
2352         gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2353                         SET_DEST (PATTERN (p)), 0)),
2354        XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2355
2356   insn_code_number = recog (new, p);
2357
2358   if (insn_code_number)
2359     {
2360       register int i;
2361
2362       /* Clear destination register before the loop.  */
2363       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode,
2364                                      SET_DEST (PATTERN (p)), const0_rtx),
2365                         loop_start);
2366
2367       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2368       PATTERN (p) = new;
2369     }
2370 }
2371 #endif
2372 \f
2373 /* Scan a loop setting the elements `cont', `vtop', `loops_enclosed',
2374    `has_call', `has_volatile', and `has_tablejump' within LOOP.
2375    Set the global variables `unknown_address_altered',
2376    `unknown_constant_address_altered', and `num_mem_sets'.  Also, fill
2377    in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2378
2379 static void
2380 prescan_loop (loop)
2381      struct loop *loop;
2382 {
2383   register int level = 1;
2384   rtx insn;
2385   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
2386   rtx start = loop->start;
2387   rtx end = loop->end;
2388   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2389      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2390      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2391      might end up between the two.  */
2392   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2393
2394   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2395   loop_info->has_call = 0;
2396   loop_info->has_volatile = 0;
2397   loop_info->has_tablejump = 0;
2398   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2399   loop->cont = 0;
2400   loop->vtop = 0;
2401   loop->level = 1;
2402
2403   unknown_address_altered = 0;
2404   unknown_constant_address_altered = 0;
2405   loop_store_mems = NULL_RTX;
2406   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2407   loop_mems_idx = 0;
2408   num_mem_sets = 0;
2409
2410   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2411        insn = NEXT_INSN (insn))
2412     {
2413       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2414         {
2415           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2416             {
2417               ++level;
2418               /* Count number of loops contained in this one.  */
2419               loop->level++;
2420             }
2421           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2422             {
2423               --level;
2424               if (level == 0)
2425                 {
2426                   end = insn;
2427                   break;
2428                 }
2429             }
2430           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2431             {
2432               if (level == 1)
2433                 loop->cont = insn;
2434             }
2435           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2436             {
2437               /* If there is a NOTE_INSN_LOOP_VTOP, then this is a for
2438                  or while style loop, with a loop exit test at the
2439                  start.  Thus, we can assume that the loop condition
2440                  was true when the loop was entered.  */
2441               if (level == 1)
2442                 loop->vtop = insn;
2443             }
2444         }
2445       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2446         {
2447           if (! CONST_CALL_P (insn))
2448             unknown_address_altered = 1;
2449           loop_info->has_call = 1;
2450         }
2451       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2452         {
2453           rtx label1 = NULL_RTX;
2454           rtx label2 = NULL_RTX;
2455
2456           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2457             loop_info->has_volatile = 1;
2458
2459           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2460               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2461                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2462             loop_info->has_tablejump = 1;
2463
2464           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored, NULL);
2465           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2466             first_loop_store_insn = insn;
2467
2468           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets
2469               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2470               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2471               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2472             {
2473               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2474                 {
2475                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2476                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2477                 }
2478               else
2479                 {
2480                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2481                 }
2482
2483               do
2484                 {
2485                   if (label1 && label1 != pc_rtx)
2486                     {
2487                       if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2488                         {
2489                           /* Something tricky.  */
2490                           loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2491                           break;
2492                         }
2493                       else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2494                                && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2495                         {
2496                           /* A jump outside the current loop.  */
2497                           loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2498                           break;
2499                         }
2500                     }
2501
2502                   label1 = label2;
2503                   label2 = NULL_RTX;
2504                 }
2505               while (label1);
2506             }
2507         }
2508       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2509         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2510     }
2511
2512   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2513   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2514       ! unknown_address_altered
2515       /* An exception thrown by a called function might land us
2516          anywhere.  */
2517       && ! loop_info->has_call
2518       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2519          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2520          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2521          require actual function calls.  */
2522       && ! current_function_calls_alloca
2523       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2524          end.  */
2525       && ! loop_info->has_multiple_exit_targets)
2526     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2527          insn = NEXT_INSN (insn))
2528       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2529 }
2530 \f
2531 /* LOOP->CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2532    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2533    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2534    and what we have so far as LOOP->CONT_DOMINATOR that has a
2535    target between LOOP->DOMINATOR and the continue note, move
2536    LOOP->CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2537    destination cannot be determined, clear LOOP->CONT_DOMINATOR.  */
2538
2539 static void
2540 verify_dominator (loop)
2541      struct loop *loop;
2542 {
2543   rtx insn;
2544
2545   if (! loop->cont_dominator)
2546     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2547        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2548     return;
2549   if (loop->cont_dominator == const0_rtx)
2550     {
2551       loop->cont_dominator = 0;
2552       return;
2553     }
2554   for (insn = loop->start; insn != loop->cont_dominator;
2555        insn = NEXT_INSN (insn))
2556     {
2557       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2558           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2559         {
2560           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2561           int label_luid;
2562
2563           /* If it is not a jump we can easily understand or for
2564              which we do not have jump target information in the JUMP_LABEL
2565              field (consider ADDR_VEC and ADDR_DIFF_VEC insns), then clear
2566              LOOP->CONT_DOMINATOR.  */
2567           if (! any_condjump_p (insn)
2568               || label == NULL_RTX)
2569             {
2570               loop->cont_dominator = NULL_RTX;
2571               return;
2572             }
2573
2574           label_luid = INSN_LUID (label);
2575           if (label_luid < INSN_LUID (loop->cont)
2576               && (label_luid
2577                   > INSN_LUID (loop->cont)))
2578             loop->cont_dominator = label;
2579         }
2580     }
2581 }
2582
2583 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2584    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2585    to from outside the loop.  */
2586
2587 static void
2588 find_and_verify_loops (f, loops)
2589      rtx f;
2590      struct loops *loops;
2591 {
2592   rtx insn;
2593   rtx label;
2594   int num_loops;
2595   struct loop *current_loop;
2596   struct loop *next_loop;
2597   struct loop *loop;
2598
2599   num_loops = loops->num;
2600
2601   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2602
2603   /* If there are jumps to undefined labels,
2604      treat them as jumps out of any/all loops.
2605      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2606   uid_loop[0] = NULL;
2607
2608   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2609      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2610
2611   num_loops = 0;
2612   current_loop = NULL;
2613   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2614     {
2615       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2616         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2617           {
2618           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2619             next_loop = loops->array + num_loops;
2620             next_loop->num = num_loops;
2621             num_loops++;
2622             next_loop->start = insn;
2623             next_loop->outer = current_loop;
2624             current_loop = next_loop;
2625             break;
2626
2627           case NOTE_INSN_SETJMP:
2628             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2629                enclosing loop.  */
2630             for (loop = current_loop; loop; loop = loop->outer)
2631               {
2632                 loop->invalid = 1;
2633                 if (loop_dump_stream)
2634                   fprintf (loop_dump_stream,
2635                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2636                            INSN_UID (loop->start));
2637               }
2638             break;
2639
2640           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2641             current_loop->cont = insn;
2642             break;
2643           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2644             if (! current_loop)
2645               abort ();
2646
2647             current_loop->end = insn;
2648             verify_dominator (current_loop);
2649             current_loop = current_loop->outer;
2650             break;
2651
2652           default:
2653             break;
2654           }
2655       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2656          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop->dominator.  */
2657       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2658                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2659                && current_loop)
2660         {
2661           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2662
2663           if (! any_condjump_p (insn))
2664             label = NULL_RTX;
2665
2666           loop = current_loop;
2667           do
2668             {
2669               /* First see if we care about this loop.  */
2670               if (loop->cont && loop->cont_dominator != const0_rtx)
2671                 {
2672                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2673                      loop->const_dominator.  */
2674                   if (! label)
2675                     loop->cont_dominator = const0_rtx;
2676                   else
2677                     /* Check if the destination is between loop start and
2678                        cont.  */
2679                     if ((INSN_LUID (label)
2680                          < INSN_LUID (loop->cont))
2681                         && (INSN_LUID (label)
2682                             > INSN_LUID (loop->start))
2683                         /* And if there is no later destination already
2684                            recorded.  */
2685                         && (! loop->cont_dominator
2686                             || (INSN_LUID (label)
2687                                 > INSN_LUID (loop->cont_dominator))))
2688                       loop->cont_dominator = label;
2689                 }
2690               loop = loop->outer;
2691             }
2692           while (loop);
2693         }
2694
2695       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2696          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2697       uid_loop[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2698     }
2699
2700   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2701      because it can be jumped into from anywhere.  */
2702
2703   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2704     {
2705       for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2706            loop; loop = loop->outer)
2707         loop->invalid = 1;
2708     }
2709
2710   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2711      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2712
2713   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2714     {
2715       for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2716            loop; loop = loop->outer)
2717         loop->invalid = 1;
2718     }
2719
2720   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2721      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2722      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2723      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2724      anywhere.
2725
2726      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2727      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
2728      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2729      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2730      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2731      possible second cse pass.  */
2732
2733   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2734     if (INSN_P (insn))
2735       {
2736         struct loop *this_loop = uid_loop[INSN_UID (insn)];
2737
2738         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2739           {
2740             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2741             if (note)
2742               {
2743                 for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2744                      loop; loop = loop->outer)
2745                   loop->invalid = 1;
2746               }
2747           }
2748
2749         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2750           continue;
2751
2752         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop);
2753
2754         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2755         if (this_loop
2756             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2757                 || (any_uncondjump_p (insn)
2758                     && onlyjump_p (insn)
2759                     && (uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2760                         != this_loop)))
2761             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2762           {
2763             rtx p;
2764             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2765             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
2766             struct loop *dest_loop;
2767             struct loop *outer_loop = NULL;
2768
2769             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2770                or a JUMP_INSN.  */
2771             for (p = PREV_INSN (insn);
2772                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2773                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2774                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2775                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2776                  p = PREV_INSN (p))
2777               ;
2778
2779             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2780                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2781
2782             if (JUMP_LABEL (insn))
2783               {
2784                 dest_loop = uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2785                 if (dest_loop)
2786                   {
2787                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
2788                          outer_loop = outer_loop->outer)
2789                       if (outer_loop == this_loop)
2790                         break;
2791                   }
2792               }
2793
2794             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2795
2796             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2797                 && uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop)
2798               outer_loop = this_loop;
2799
2800             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2801                we have a block of code to try to move.
2802
2803                We look backward and then forward from the target of INSN
2804                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2805                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2806                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2807                and move the block of code to the spot we found.  */
2808
2809             if (! outer_loop
2810                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2811                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2812                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2813                    These always indicate compilation errors.  */
2814                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2815                 && any_condjump_p (p) && onlyjump_p (p)
2816                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
2817                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
2818                    mustn't try.  */
2819                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn),
2820                                          &last_insn_to_move))
2821               {
2822                 rtx target
2823                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2824                 struct loop *target_loop = uid_loop[INSN_UID (target)];
2825                 rtx loc, loc2;
2826
2827                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2828                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2829                       /* Don't move things inside a tablejump.  */
2830                       && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
2831                           || GET_CODE (loc2) != CODE_LABEL
2832                           || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
2833                           || GET_CODE (loc2) != JUMP_INSN
2834                           || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
2835                               && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
2836                       && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
2837                     break;
2838
2839                 if (loc == 0)
2840                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2841                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2842                         /* Don't move things inside a tablejump.  */
2843                         && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
2844                             || GET_CODE (loc2) != CODE_LABEL
2845                             || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
2846                             || GET_CODE (loc2) != JUMP_INSN
2847                             || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
2848                                 && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
2849                         && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
2850                       break;
2851
2852                 if (loc)
2853                   {
2854                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2855                     rtx new_label = get_label_after (p);
2856
2857                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2858                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2859
2860                     /* Verify that uid_loop is large enough and that
2861                        we can invert P.  */
2862                     if (invert_jump (p, new_label, 1))
2863                       {
2864                         rtx q, r;
2865
2866                         /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2867                            one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2868                            path, we'll need to insert an jump around our block
2869                            and a add a BARRIER before TARGET.
2870
2871                            This creates an extra unconditional jump outside
2872                            the loop.  However, the benefits of removing rarely
2873                            executed instructions from inside the loop usually
2874                            outweighs the cost of the extra unconditional jump
2875                            outside the loop.  */
2876                         if (loc == 0)
2877                           {
2878                             rtx temp;
2879
2880                             temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2881                             temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2882                             JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2883                             LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2884                             loc = emit_barrier_before (target);
2885                           }
2886
2887                         /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2888                            block after LOC.  */
2889                         new_label = squeeze_notes (new_label,
2890                                                    last_insn_to_move);
2891                         reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
2892
2893                         /* All those insns are now in TARGET_LOOP.  */
2894                         for (q = new_label;
2895                              q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
2896                              q = NEXT_INSN (q))
2897                           uid_loop[INSN_UID (q)] = target_loop;
2898
2899                         /* The label jumped to by INSN is no longer a loop
2900                            exit.  Unless INSN does not have a label (e.g.,
2901                            it is a RETURN insn), search loop->exit_labels
2902                            to find its label_ref, and remove it.  Also turn
2903                            off LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2904                         if (JUMP_LABEL (insn))
2905                           {
2906                             for (q = 0,
2907                                    r = this_loop->exit_labels;
2908                                  r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2909                               if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2910                                 {
2911                                   LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2912                                   if (q)
2913                                     LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2914                                   else
2915                                     this_loop->exit_labels = LABEL_NEXTREF (r);
2916                                   break;
2917                                 }
2918
2919                             for (loop = this_loop; loop && loop != target_loop;
2920                                  loop = loop->outer)
2921                               loop->exit_count--;
2922
2923                             /* If we didn't find it, then something is
2924                                wrong.  */
2925                             if (! r)
2926                               abort ();
2927                           }
2928
2929                         /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2930                            in loop->exit_labels, and marked as such.
2931                            The easiest way to do this is to just call
2932                            mark_loop_jump again for P.  */
2933                         mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop);
2934
2935                         /* If INSN now jumps to the insn after it,
2936                            delete INSN.  */
2937                         if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2938                             && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2939                                 == next_real_insn (insn)))
2940                           delete_insn (insn);
2941                       }
2942
2943                     /* Continue the loop after where the conditional
2944                        branch used to jump, since the only branch insn
2945                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2946                        branch and hence needs no processing.  */
2947                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2948
2949                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2950                       delete_insn (cond_label);
2951
2952                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2953                     insn = PREV_INSN (insn);
2954                   }
2955               }
2956           }
2957       }
2958 }
2959
2960 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2961    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2962
2963    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2964
2965 static void
2966 mark_loop_jump (x, loop)
2967      rtx x;
2968      struct loop *loop;
2969 {
2970   struct loop *dest_loop;
2971   struct loop *outer_loop;
2972   int i;
2973
2974   switch (GET_CODE (x))
2975     {
2976     case PC:
2977     case USE:
2978     case CLOBBER:
2979     case REG:
2980     case MEM:
2981     case CONST_INT:
2982     case CONST_DOUBLE:
2983     case RETURN:
2984       return;
2985
2986     case CONST:
2987       /* There could be a label reference in here.  */
2988       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
2989       return;
2990
2991     case PLUS:
2992     case MINUS:
2993     case MULT:
2994       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
2995       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
2996       return;
2997
2998     case LO_SUM:
2999       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3000       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3001       return;
3002
3003     case SIGN_EXTEND:
3004     case ZERO_EXTEND:
3005       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3006       return;
3007
3008     case LABEL_REF:
3009       dest_loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3010
3011       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3012          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3013          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3014          false.  */
3015
3016       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3017          since this does not count as a loop exit.  */
3018       if (dest_loop)
3019         {
3020           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3021                outer_loop = outer_loop->outer)
3022             if (outer_loop == loop)
3023               break;
3024         }
3025       else
3026         outer_loop = NULL;
3027
3028       if (loop && ! outer_loop)
3029         {
3030           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3031           LABEL_NEXTREF (x) = loop->exit_labels;
3032           loop->exit_labels = x;
3033
3034           for (outer_loop = loop;
3035                outer_loop && outer_loop != dest_loop;
3036                outer_loop = outer_loop->outer)
3037             outer_loop->exit_count++;
3038         }
3039
3040       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3041          by it, it invalidates at least one loop.  */
3042
3043       if (! dest_loop)
3044         return;
3045
3046       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3047          label, except those that also contain the jump insn.  */
3048
3049       for (; dest_loop; dest_loop = dest_loop->outer)
3050         {
3051           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3052           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3053             if (dest_loop == outer_loop)
3054               return;
3055
3056           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3057           if (loop_dump_stream && ! dest_loop->invalid)
3058             fprintf (loop_dump_stream,
3059                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3060                      INSN_UID (dest_loop->start));
3061
3062           dest_loop->invalid = 1;
3063         }
3064       return;
3065
3066     case SET:
3067       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3068       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3069         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop);
3070       return;
3071
3072     case IF_THEN_ELSE:
3073       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3074       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop);
3075       return;
3076
3077     case PARALLEL:
3078     case ADDR_VEC:
3079       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3080         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop);
3081       return;
3082
3083     case ADDR_DIFF_VEC:
3084       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3085         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop);
3086       return;
3087
3088     default:
3089       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3090          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3091          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3092          loop and any containing loops as invalid.  */
3093       if (loop)
3094         {
3095           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3096             {
3097               if (loop_dump_stream && ! outer_loop->invalid)
3098                 fprintf (loop_dump_stream,
3099                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3100                          INSN_UID (outer_loop->start));
3101               outer_loop->invalid = 1;
3102             }
3103         }
3104       return;
3105     }
3106 }
3107 \f
3108 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3109    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3110    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3111    been previously created by loop.c).  */
3112
3113 static int
3114 labels_in_range_p (insn, end)
3115      rtx insn;
3116      int end;
3117 {
3118   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3119     {
3120       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3121         return 1;
3122       insn = NEXT_INSN (insn);
3123     }
3124
3125   return 0;
3126 }
3127
3128 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3129
3130 static void
3131 note_addr_stored (x, y, data)
3132      rtx x;
3133      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3134      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
3135 {
3136   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3137     return;
3138
3139   /* Count number of memory writes.
3140      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3141   num_mem_sets++;
3142
3143   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3144     if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3145     {
3146       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3147         unknown_constant_address_altered = 1;
3148       else
3149         unknown_address_altered = 1;
3150
3151       return;
3152     }
3153
3154   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3155 }
3156
3157 /* X is a value modified by an INSN that references a biv inside a loop
3158    exit test (ie, X is somehow related to the value of the biv).  If X
3159    is a pseudo that is used more than once, then the biv is (effectively)
3160    used more than once.  DATA is really an `int *', and is set if the
3161    biv is used more than once.  */
3162
3163 static void
3164 note_set_pseudo_multiple_uses (x, y, data)
3165      rtx x;
3166      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3167      void *data;
3168 {
3169   if (x == 0)
3170     return;
3171
3172   while (GET_CODE (x) == STRICT_LOW_PART
3173          || GET_CODE (x) == SIGN_EXTRACT
3174          || GET_CODE (x) == ZERO_EXTRACT
3175          || GET_CODE (x) == SUBREG)
3176     x = XEXP (x, 0);
3177
3178   if (GET_CODE (x) != REG || REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3179     return;
3180
3181   /* If we do not have usage information, or if we know the register
3182      is used more than once, note that fact for check_dbra_loop.  */
3183   if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop
3184       || ! VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (x))
3185       || VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (x)) == const0_rtx)
3186     *((int *) data) = 1;
3187 }
3188 \f
3189 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3190
3191    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3192
3193    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3194    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3195    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3196
3197 int
3198 loop_invariant_p (loop, x)
3199      const struct loop *loop;
3200      register rtx x;
3201 {
3202   register int i;
3203   register enum rtx_code code;
3204   register const char *fmt;
3205   int conditional = 0;
3206   rtx mem_list_entry;
3207
3208   if (x == 0)
3209     return 1;
3210   code = GET_CODE (x);
3211   switch (code)
3212     {
3213     case CONST_INT:
3214     case CONST_DOUBLE:
3215     case SYMBOL_REF:
3216     case CONST:
3217       return 1;
3218
3219     case LABEL_REF:
3220       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3221          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3222          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3223          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3224          the address of this label into a register might get moved outside
3225          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3226
3227          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3228          labels.  */
3229       if (flag_unroll_loops)
3230         return 0;
3231       else
3232         return 1;
3233
3234     case PC:
3235     case CC0:
3236     case UNSPEC_VOLATILE:
3237       return 0;
3238
3239     case REG:
3240       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3241          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3242
3243       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3244            || x == arg_pointer_rtx)
3245           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3246         return 1;
3247
3248       if (LOOP_INFO (loop)->has_call
3249           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3250         return 0;
3251
3252       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3253         return 2;
3254
3255       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3256
3257     case MEM:
3258       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3259          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3260          will be rejected also.  */
3261       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3262         return 0;
3263
3264       /* If we had a subroutine call, any location in memory could
3265          have been clobbered.  We used to test here for volatile and
3266          readonly, but true_dependence knows how to do that better
3267          than we do.  */
3268       if (RTX_UNCHANGING_P (x)
3269           ? unknown_constant_address_altered : unknown_address_altered)
3270         return 0;
3271
3272       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3273       mem_list_entry = loop_store_mems;
3274       while (mem_list_entry)
3275         {
3276           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3277                                x, rtx_varies_p))
3278             return 0;
3279
3280           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3281         }
3282
3283       /* It's not invalidated by a store in memory
3284          but we must still verify the address is invariant.  */
3285       break;
3286
3287     case ASM_OPERANDS:
3288       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3289       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3290         return 0;
3291       break;
3292
3293     default:
3294       break;
3295     }
3296
3297   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3298   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3299     {
3300       if (fmt[i] == 'e')
3301         {
3302           int tem = loop_invariant_p (loop, XEXP (x, i));
3303           if (tem == 0)
3304             return 0;
3305           if (tem == 2)
3306             conditional = 1;
3307         }
3308       else if (fmt[i] == 'E')
3309         {
3310           register int j;
3311           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3312             {
3313               int tem = loop_invariant_p (loop, XVECEXP (x, i, j));
3314               if (tem == 0)
3315                 return 0;
3316               if (tem == 2)
3317                 conditional = 1;
3318             }
3319
3320         }
3321     }
3322
3323   return 1 + conditional;
3324 }
3325 \f
3326 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3327    are INSN and the immediately following insns,
3328    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3329    (not counting uses of REG in them).
3330
3331    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3332
3333    We assume that INSN itself is the first set of REG
3334    and that its source is invariant.  */
3335
3336 static int
3337 consec_sets_invariant_p (loop, reg, n_sets, insn)
3338      const struct loop *loop;
3339      int n_sets;
3340      rtx reg, insn;
3341 {
3342   rtx p = insn;
3343   unsigned int regno = REGNO (reg);
3344   rtx temp;
3345   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3346   int count = n_sets - 1;
3347   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3348   int value = 0;
3349   int this;
3350
3351   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3352   if (n_sets == 127)
3353     return 0;
3354
3355   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3356
3357   while (count > 0)
3358     {
3359       register enum rtx_code code;
3360       rtx set;
3361
3362       p = NEXT_INSN (p);
3363       code = GET_CODE (p);
3364
3365       /* If library call, skip to end of it.  */
3366       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3367         p = XEXP (temp, 0);
3368
3369       this = 0;
3370       if (code == INSN
3371           && (set = single_set (p))
3372           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3373           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3374         {
3375           this = loop_invariant_p (loop, SET_SRC (set));
3376           if (this != 0)
3377             value |= this;
3378           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3379             {
3380               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3381                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3382                  notes are OK.  */
3383               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3384                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3385                           && loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0))));
3386               if (this != 0)
3387                 value |= this;
3388             }
3389         }
3390       if (this != 0)
3391         count--;
3392       else if (code != NOTE)
3393         {
3394           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3395           return 0;
3396         }
3397     }
3398
3399   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3400   /* If loop_invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3401   return 1 + (value & 2);
3402 }
3403
3404 #if 0
3405 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3406    to be moved, so we no longer test it.  */
3407
3408 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3409    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3410
3411 static int
3412 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3413      rtx reg, insn;
3414      short *table;
3415 {
3416   register rtx p = insn;
3417   register int regno = REGNO (reg);
3418
3419   while (1)
3420     {
3421       register enum rtx_code code;
3422       p = NEXT_INSN (p);
3423       code = GET_CODE (p);
3424       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3425         return 1;
3426       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3427           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3428           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3429         {
3430           if (! loop_invariant_p (loop, SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3431             return 0;
3432         }
3433     }
3434 }
3435 #endif /* 0 */
3436 \f
3437 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3438    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3439    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3440
3441 static void
3442 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3443      rtx insn;
3444      rtx x;
3445      varray_type usage;
3446 {
3447   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3448   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3449   int i, j;
3450
3451   if (code == REG)
3452     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3453       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0
3454          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3455         ? const0_rtx : insn;
3456
3457   else if (code == SET)
3458     {
3459       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3460          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3461          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3462          for it.  */
3463       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3464         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3465       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3466     }
3467   else
3468     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3469       {
3470         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3471           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3472         else if (fmt[i] == 'E')
3473           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3474             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3475       }
3476 }
3477 \f
3478 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3479    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3480
3481 static void
3482 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3483      rtx insn, x;
3484      varray_type may_not_move;
3485      rtx *last_set;
3486 {
3487   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3488     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3489        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3490     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3491
3492   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3493     {
3494       rtx dest = SET_DEST (x);
3495       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3496              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3497              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3498              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3499         dest = XEXP (dest, 0);
3500       if (GET_CODE (dest) == REG)
3501         {
3502           register int regno = REGNO (dest);
3503           /* If this is the first setting of this reg
3504              in current basic block, and it was set before,
3505              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3506              be moved out of the loop.  */
3507           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0
3508               && last_set[regno] == 0)
3509             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3510           /* If this is not first setting in current basic block,
3511              see if reg was used in between previous one and this.
3512              If so, neither one can be moved.  */
3513           if (last_set[regno] != 0
3514               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3515             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3516           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3517             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3518           last_set[regno] = insn;
3519         }
3520     }
3521 }
3522
3523 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3524    that is modified by an insn between FROM and TO.
3525    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3526    stop incrementing it, to avoid overflow.
3527
3528    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3529    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3530    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3531    in which case this processing is not done.
3532
3533    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3534    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3535
3536 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3537    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3538
3539 static void
3540 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3541      register rtx from, to;
3542      varray_type may_not_move;
3543      varray_type single_usage;
3544      int *count_ptr;
3545      int nregs;
3546 {
3547   register rtx *last_set = (rtx *) xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
3548   register rtx insn;
3549   register int count = 0;
3550
3551   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3552     {
3553       if (INSN_P (insn))
3554         {
3555           ++count;
3556
3557           /* Record registers that have exactly one use.  */
3558           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3559
3560           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3561           if (REG_NOTES (insn))
3562             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3563
3564           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3565               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3566             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3567           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3568             {
3569               register int i;
3570               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3571                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3572                                may_not_move, last_set);
3573             }
3574         }
3575
3576       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3577         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3578     }
3579   *count_ptr = count;
3580
3581   /* Clean up.  */
3582   free (last_set);
3583 }
3584 \f
3585 /* Given a loop that is bounded by LOOP->START and LOOP->END and that
3586    is entered at LOOP->SCAN_START, return 1 if the register set in SET
3587    contained in insn INSN is used by any insn that precedes INSN in
3588    cyclic order starting from the loop entry point.
3589
3590    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3591    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3592    from an inner loop past two loops.  */
3593
3594 static int
3595 loop_reg_used_before_p (loop, set, insn)
3596      const struct loop *loop;
3597      rtx set, insn;
3598 {
3599   rtx reg = SET_DEST (set);
3600   rtx p;
3601
3602   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3603      are done.  Otherwise, if we hit LOOP->END, wrap around to LOOP->START.  */
3604   for (p = loop->scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3605     {
3606       if (INSN_P (p) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3607         return 1;
3608
3609       if (p == loop->end)
3610         p = loop->start;
3611     }
3612
3613   return 0;
3614 }
3615 \f
3616 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3617    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3618 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3619    value is a linear function of a biv.  */
3620
3621 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3622    Givs by `general_induction_var'.  */
3623
3624 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3625    induction variable, and if so what type.  */
3626
3627 varray_type reg_iv_type;
3628
3629 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3630    if register is an induction variable.  This holds general info for
3631    all induction variables.  */
3632
3633 varray_type reg_iv_info;
3634
3635 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3636    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3637    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3638    to.  */
3639
3640 struct iv_class **reg_biv_class;
3641
3642 /* The head of a list which links together (via the next field)
3643    every iv class for the current loop.  */
3644
3645 struct iv_class *loop_iv_list;
3646
3647 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3648    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3649    separately.  */
3650 unsigned int first_increment_giv, last_increment_giv;
3651
3652 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3653
3654 static rtx note_insn;
3655
3656 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3657
3658 static rtx addr_placeholder;
3659
3660 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3661    for the strength reduction code.  */
3662
3663 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3664    bivs, may cause problems.  */
3665
3666 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3667    performance problems.
3668
3669    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3670    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3671    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3672    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3673    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3674    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3675
3676 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3677    positive.  */
3678
3679 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3680    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3681    e.g. the VAX acb insn.  */
3682
3683 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3684    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3685    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3686 \f
3687 /* Scan the loop body and call FNCALL for each insn.  In the addition to the
3688    LOOP and INSN parameters pass MAYBE_MULTIPLE and NOT_EVERY_ITERATION to the
3689    callback.
3690
3691    NOT_EVERY_ITERATION if current insn is not executed at least once for every
3692    loop iteration except for the last one.
3693
3694    MAYBE_MULTIPLE is 1 if current insn may be executed more than once for every
3695    loop iteration.
3696  */
3697 void
3698 for_each_insn_in_loop (loop, fncall)
3699      struct loop *loop;
3700      loop_insn_callback fncall;
3701 {
3702   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3703      iteration.  */
3704   int not_every_iteration = 0;
3705   int maybe_multiple = 0;
3706   int past_loop_latch = 0;
3707   int loop_depth = 0;
3708   rtx p;
3709
3710   /* If loop_scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3711      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3712   if (prev_nonnote_insn (loop->scan_start) != prev_nonnote_insn (loop->start))
3713     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (loop, loop->scan_start);
3714
3715   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3716
3717   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
3718        p != NULL_RTX;
3719        p = next_insn_in_loop (loop, p))
3720     {
3721       p = fncall (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple);
3722
3723       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3724          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3725          jump insn between here and the end of the loop either
3726          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3727          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3728
3729       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3730         {
3731           rtx insn = p;
3732
3733           maybe_multiple = 0;
3734
3735           while (1)
3736             {
3737               insn = NEXT_INSN (insn);
3738               if (insn == loop->scan_start)
3739                 break;
3740               if (insn == loop->end)
3741                 {
3742                   if (loop->top != 0)
3743                     insn = loop->top;
3744                   else
3745                     break;
3746                   if (insn == loop->scan_start)
3747                     break;
3748                 }
3749
3750               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3751                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3752                   && (!any_condjump_p (insn)
3753                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3754                           && JUMP_LABEL (insn) != loop->scan_start
3755                           && !loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3756                 {
3757                   maybe_multiple = 1;
3758                   break;
3759                 }
3760             }
3761         }
3762
3763       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3764          on whether they will be executed during each iteration.  */
3765       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3766          code in scan_loop.  */
3767       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3768       /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3769          beginning, don't set not_every_iteration for that.
3770          This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3771          will be executed if the loop is executed.  */
3772           && !(JUMP_LABEL (p) == loop->top
3773              && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
3774                   && any_uncondjump_p (p))
3775                  || (NEXT_INSN (p) == loop->end && any_condjump_p (p)))))
3776         {
3777           rtx label = 0;
3778
3779           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3780              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3781              loop->exits_labels list.  */
3782
3783           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3784             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3785               break;
3786
3787           if (!label)
3788             not_every_iteration = 1;
3789         }
3790
3791       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3792         {
3793           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3794              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3795              even though the exit code has been duplicated.
3796
3797              Insns are also again known to be executed each iteration at
3798              the LOOP_CONT note.  */
3799           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3800                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3801               && loop_depth == 0)
3802             not_every_iteration = 0;
3803           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3804             loop_depth++;
3805           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3806             loop_depth--;
3807         }
3808
3809       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
3810          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
3811          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
3812          a new loop iteration.
3813
3814          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
3815          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
3816          which immediately follows LOOP_START.  */
3817       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3818           && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop->start))
3819         past_loop_latch = 1;
3820
3821       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3822          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3823          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3824          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3825
3826          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3827          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
3828          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
3829          executed each iteration.  */
3830
3831       if (not_every_iteration
3832           && !past_loop_latch
3833           && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3834           && no_labels_between_p (p, loop->end)
3835           && loop_insn_first_p (p, loop->cont))
3836         not_every_iteration = 0;
3837     }
3838 }
3839 \f
3840 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
3841
3842    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3843    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3844    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3845    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3846    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.   */
3847
3848 static void
3849 strength_reduce (loop, insn_count, flags)
3850      struct loop *loop;
3851      int insn_count;
3852      int flags;
3853 {
3854   rtx p;
3855   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3856   struct iv_class *bl, **backbl;
3857   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3858   /* Ratio of extra register life span we can justify
3859      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3860      since in that case saving an insn makes more difference
3861      and more registers are available.  */
3862   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3863   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3864   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3865   rtx *reg_map = NULL;
3866   int reg_map_size;
3867   int call_seen;
3868   rtx test;
3869   rtx end_insert_before;
3870   int n_extra_increment;
3871   int unrolled_insn_copies = 0;
3872   rtx loop_start = loop->start;
3873   rtx loop_end = loop->end;
3874   rtx loop_scan_start = loop->scan_start;
3875
3876   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3877   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3878   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3879     xcalloc (max_reg_before_loop, sizeof (struct iv_class *));
3880
3881   loop_iv_list = 0;
3882   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3883
3884   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3885      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3886      order (i.e. loop order).
3887
3888      If loop_end is the end of the current function, then emit a
3889      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3890      dummy note insn.  */
3891   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3892     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3893   else
3894     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3895
3896   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_bivs);
3897
3898   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3899      Make a sanity check against n_times_set.  */
3900   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3901     {
3902       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3903           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3904           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3905           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3906           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3907              move.  So leave it alone.  */
3908           || ! bl->incremented)
3909         {
3910           if (loop_dump_stream)
3911             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3912                      bl->regno,
3913                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3914                       ? "not induction variable"
3915                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3916                          : "count error")));
3917
3918           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3919           *backbl = bl->next;
3920         }
3921       else
3922         {
3923           backbl = &bl->next;
3924
3925           if (loop_dump_stream)
3926             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3927         }
3928     }
3929
3930   /* Exit if there are no bivs.  */
3931   if (! loop_iv_list)
3932     {
3933       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3934          strength reduction info available.  */
3935       if (flags & LOOP_UNROLL)
3936         unroll_loop (loop, insn_count, end_insert_before, 0);
3937
3938       goto egress;
3939     }
3940
3941   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3942      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3943
3944   call_seen = 0;
3945   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3946     {
3947       note_insn = p;
3948
3949       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3950         call_seen = 1;
3951
3952       if (INSN_P (p))
3953         note_stores (PATTERN (p), record_initial, NULL);
3954
3955       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3956          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3957          constants and registers and only certain of those.  */
3958       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3959           && JUMP_LABEL (p) != 0
3960           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3961           && (test = get_condition_for_loop (loop, p)) != 0
3962           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3963           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3964           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3965           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3966           && bl->init_insn == 0)
3967         {
3968           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3969           if (GET_CODE (test) == NE)
3970             {
3971               bl->init_insn = p;
3972               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3973                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3974             }
3975           else
3976             bl->initial_test = test;
3977         }
3978     }
3979
3980   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3981      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3982      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3983   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3984     {
3985       rtx src;
3986       rtx note;
3987
3988       if (! bl->init_insn)
3989         continue;
3990
3991       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3992          is a constant, use the value of that.  */
3993       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3994            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3995           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3996               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3997         src = XEXP (note, 0);
3998       else
3999         src = SET_SRC (bl->init_set);
4000
4001       if (loop_dump_stream)
4002         fprintf (loop_dump_stream,
4003                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
4004                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
4005
4006       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
4007            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4008           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
4009         {
4010           bl->initial_value = src;
4011
4012           if (loop_dump_stream)
4013             {
4014               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
4015                 {
4016                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
4017                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
4018                 }
4019               else
4020                 {
4021                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
4022                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4023                 }
4024             }
4025         }
4026       else
4027         {
4028           struct iv_class *bl2 = 0;
4029           rtx increment = NULL_RTX;
4030
4031           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
4032              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
4033              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
4034              For simplicity, we only handle the case where there is but a
4035              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
4036           if (bl->biv_count == 1
4037               && bl->regno < max_reg_before_loop
4038               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4039               && GET_CODE (src) == PLUS
4040               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
4041               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4042               && ((increment = biv_total_increment (bl)) != NULL_RTX))
4043             {
4044               unsigned int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4045
4046               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4047                 if (bl2->regno == regno)
4048                   break;
4049             }
4050
4051           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4052           if (bl2
4053               && bl2->biv_count == 1
4054               && rtx_equal_p (increment, biv_total_increment (bl2))
4055               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4056                  without any intervening labels.  */
4057               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4058                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4059               /* The register from BL2 must be set before the register from
4060                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4061                  the former set.  Currently there can't be any labels
4062                  in-between when biv_total_increment returns nonzero both times
4063                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4064                  gets used to set always_computable.  */
4065               && (loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4066                   ? no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4067                   : (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4068                                            bl2->biv->insn)
4069                      && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4070               && validate_change (bl->biv->insn,
4071                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4072                                   copy_rtx (src), 0))
4073             {
4074               rtx dominator = loop->cont_dominator;
4075               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4076               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4077               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4078
4079               if (loop_dump_stream)
4080                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4081               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4082               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4083               reg_biv_class[bl->regno] = (struct iv_class *) NULL_PTR;
4084               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4085                  before the first giv use.  */
4086               if (dominator
4087                   && ! loop_insn_first_p (dominator, loop_scan_start)
4088                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4089                                           dominator)
4090                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4091                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4092                 {
4093                   rtx p;
4094                   rtx next;
4095
4096                   for (next = NEXT_INSN (dominator);; next = NEXT_INSN (next))
4097                     {
4098                       if (GET_CODE (next) == JUMP_INSN
4099                           || (INSN_P (next)
4100                               && insn_dependent_p (giv_insn, next)))
4101                         break;
4102 #ifdef HAVE_cc0
4103                       if (! INSN_P (next) || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4104 #endif
4105                         dominator = next;
4106                     }
4107                   if (loop_dump_stream)
4108                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4109                              INSN_UID (dominator));
4110                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4111                      and adjusting all luids in the range.  */
4112                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4113                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop;)
4114                     p = PREV_INSN (p);
4115                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4116                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4117                      this giv, delete it.  */
4118                   if (single_set (bl->init_insn)
4119                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4120                     delete_insn (bl->init_insn);
4121                 }
4122               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4123                 {
4124                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4125                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4126                     p = PREV_INSN (p);
4127                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4128                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4129                                  INSN_LUID (p));
4130                 }
4131               /* Remove this biv from the chain.  */
4132               *backbl = bl->next;
4133             }
4134
4135           /* If we can't make it a giv,
4136              let biv keep initial value of "itself".  */
4137           else if (loop_dump_stream)
4138             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4139         }
4140     }
4141
4142   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4143      all but the last increment into a giv.  */
4144
4145   /* Get an upper bound for the number of registers
4146      we might have after all bivs have been processed.  */
4147   first_increment_giv = max_reg_num ();
4148   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4149     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4150
4151   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4152      replacements to take place, since this could loose the volatile
4153      markers.  */
4154   if (n_extra_increment  && ! loop_info->has_volatile)
4155     {
4156       unsigned int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4157
4158       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4159       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4160       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4161
4162       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4163         {
4164           struct induction **vp, *v, *next;
4165           int biv_dead_after_loop = 0;
4166
4167           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this
4168              first.  */
4169           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4170             {
4171               next = v->next_iv;
4172               v->next_iv = bl->biv;
4173               bl->biv = v;
4174             }
4175
4176           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4177              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4178              would mean that we'd be missing an increment for the final
4179              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4180              the first part of the test to set bl->eliminable.
4181              We don't check here if we can calculate the final value, since
4182              this can't succeed if we already know that there is a jump
4183              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4184              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4185              implies that the jump destination is outside the loop.
4186              If we want to make this check more sophisticated, we should
4187              check each branch between v->insn and next->insn individually
4188              to see if the biv is dead at its destination.  */
4189
4190           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4191               && bl->init_insn
4192               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4193               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4194                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4195 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4196               && ! bl->nonneg
4197 #endif
4198               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4199             biv_dead_after_loop = 1;
4200
4201           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4202             {
4203               HOST_WIDE_INT offset;
4204               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn, note;
4205               int old_regno, new_regno;
4206               rtx next_loc_insn;
4207
4208               if (! v->always_executed
4209                   || v->maybe_multiple
4210                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4211                   || ! next->always_executed
4212                   || next->maybe_multiple
4213                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4214                   || v->mult_val != const1_rtx
4215                   || next->mult_val != const1_rtx
4216                   || ! (biv_dead_after_loop
4217                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4218                 {
4219                   vp = &v->next_iv;
4220                   continue;
4221                 }
4222               offset = INTVAL (v->add_val);
4223               set = single_set (v->insn);
4224               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4225               old_reg = v->dest_reg;
4226               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4227
4228               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4229                  have been allocated with some slop space, so we may not
4230                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4231                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4232               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4233                 {
4234                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4235                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4236                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4237                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4238                   VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
4239                 }
4240
4241               /* Some bivs are incremented with a multi-insn sequence.
4242                  The first insn contains the add.  */
4243               next_loc_insn = next->insn;
4244               while (! loc_mentioned_in_p (next->location,
4245                                            PATTERN (next_loc_insn)))
4246                 next_loc_insn = PREV_INSN (next_loc_insn);
4247
4248               if (next_loc_insn == v->insn)
4249                 abort ();
4250
4251               if (! validate_change (next_loc_insn, next->location, add_val, 0))
4252                 {
4253                   vp = &v->next_iv;
4254                   continue;
4255                 }
4256
4257               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4258                  it into the uses.  */
4259
4260               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4261
4262               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4263                    p != next_loc_insn;
4264                    p = next_insn_in_loop (loop, p))
4265                 {
4266                   if (!INSN_P (p))
4267                     continue;
4268                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4269                     {
4270                       last_use_insn = p;
4271                     }
4272                 }
4273
4274               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4275                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4276                  of an inner loop, so there is little point in making this
4277                  a DEST_REG giv anyways.  */
4278               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4279                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4280                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4281                 {
4282                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4283                   if (! validate_change (next_loc_insn, next->location,
4284                       next->add_val, 0))
4285                     abort ();
4286                   vp = &v->next_iv;
4287                   continue;
4288                 }
4289               next->add_val = add_val;
4290               v->dest_reg = dest_reg;
4291               v->giv_type = DEST_REG;
4292               v->location = &SET_SRC (set);
4293               v->cant_derive = 0;
4294               v->combined_with = 0;
4295               v->maybe_dead = 0;
4296               v->derive_adjustment = 0;
4297               v->same = 0;
4298               v->ignore = 0;
4299               v->new_reg = 0;
4300               v->final_value = 0;
4301               v->same_insn = 0;
4302               v->auto_inc_opt = 0;
4303               v->unrolled = 0;
4304               v->shared = 0;
4305               v->derived_from = 0;
4306               v->always_computable = 1;
4307               v->always_executed = 1;
4308               v->replaceable = 1;
4309               v->no_const_addval = 0;
4310
4311               old_regno = REGNO (old_reg);
4312               new_regno = REGNO (dest_reg);
4313               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4314               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4315               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4316               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4317               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4318
4319               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4320               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4321
4322               /* If next_insn has a REG_EQUAL note that mentiones OLD_REG,
4323                  it must be replaced.  */
4324               note = find_reg_note (next->insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
4325               if (note && reg_mentioned_p (old_reg, XEXP (note, 0)))
4326                 XEXP (note, 0) = copy_rtx (SET_SRC (single_set (next->insn)));
4327
4328               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4329                  and record it as a giv.  */
4330               *vp = next;
4331               bl->biv_count--;
4332               v->next_iv = bl->giv;
4333               bl->giv = v;
4334               bl->giv_count++;
4335               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4336               bl->total_benefit += v->benefit;
4337
4338               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4339                  the replaced increment and the next increment, and
4340                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4341               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4342                    p != next_loc_insn;
4343                    p = next_insn_in_loop (loop, p))
4344                 {
4345                   rtx note;
4346
4347                   if (! INSN_P (p))
4348                     continue;
4349                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4350                     {
4351                       last_use_insn = p;
4352                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4353                         abort ();
4354                     }
4355                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4356                     {
4357                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4358                         XEXP (note, 0)
4359                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4360                     }
4361                 }
4362
4363               v->last_use = last_use_insn;
4364               v->lifetime = INSN_LUID (last_use_insn) - INSN_LUID (v->insn);
4365               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4366                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4367                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4368               if (v->lifetime == 0)
4369                 v->ignore = 1;
4370
4371               if (loop_dump_stream)
4372                 fprintf (loop_dump_stream,
4373                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4374                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4375             }
4376         }
4377     }
4378   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4379
4380   /* Search the loop for general induction variables.  */
4381
4382   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_givs);
4383
4384   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4385      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4386      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4387      fail if the iteration variable is a giv.  */
4388
4389   loop_iterations (loop);
4390
4391   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4392      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4393      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4394      so that final_giv_value will work correctly.  */
4395
4396   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4397     {
4398       struct induction *v;
4399
4400       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4401         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4402           check_final_value (loop, v);
4403     }
4404
4405   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4406      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4407      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4408   check_dbra_loop (loop, insn_count);
4409
4410   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4411      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4412      reg_iv_type for a suitable size.  */
4413   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4414   reg_map = (rtx *) xcalloc (reg_map_size, sizeof (rtx));
4415
4416   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4417      variable elimination.  */
4418
4419   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4420     {
4421       struct induction *v;
4422       int benefit;
4423       int all_reduced;
4424       rtx final_value = 0;
4425       unsigned int nregs;
4426
4427       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4428          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4429          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4430          what its final value will be.
4431
4432          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4433          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4434          this biv.  */
4435
4436       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4437          We aren't concerned with any uses of the biv between
4438          init_insn and loop_start since these won't be affected
4439          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4440          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4441          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4442
4443       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4444            && bl->init_insn
4445            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4446            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4447 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4448            && ! bl->nonneg
4449 #endif
4450            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4451           || ((final_value = final_biv_value (loop, bl))
4452 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4453               && ! bl->nonneg
4454 #endif
4455               ))
4456         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (loop, bl, 0, threshold,
4457                                               insn_count);
4458       else
4459         {
4460           if (loop_dump_stream)
4461             {
4462               fprintf (loop_dump_stream,
4463                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4464                        bl->regno);
4465               fprintf (loop_dump_stream,
4466                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4467                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4468                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4469             }
4470         }
4471
4472       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4473       combine_givs (bl);
4474
4475       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4476          biv have been strength reduced.
4477          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4478       all_reduced = 1;
4479
4480       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4481          it.  Skip giv's combined with others.  */
4482       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4483         {
4484           struct induction *tv;
4485
4486           if (v->ignore || v->same)
4487             continue;
4488
4489           benefit = v->benefit;
4490
4491           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4492              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4493              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4494              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4495              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4496              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4497              a cost.  Similar situations exist.  */
4498           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4499              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4500              be necessary.  */
4501           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4502               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4503             benefit -= copy_cost;
4504
4505           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4506              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4507           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4508
4509           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4510              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4511              This decision can be made independently for each giv.  */
4512
4513 #ifdef AUTO_INC_DEC
4514           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4515              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4516              add_cost that was done above).  */
4517           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4518               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4519             {
4520               if (HAVE_POST_INCREMENT
4521                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4522                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4523               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4524                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4525                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4526               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4527                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4528                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4529               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4530                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4531                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4532             }
4533 #endif
4534
4535           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4536              flag, and clear all_reduced.  */
4537
4538           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4539              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4540              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4541              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4542              exit.  */
4543
4544           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4545               && ! bl->reversed )
4546             {
4547               if (loop_dump_stream)
4548                 fprintf (loop_dump_stream,
4549                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4550                          INSN_UID (v->insn),
4551                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4552               v->ignore = 1;
4553               all_reduced = 0;
4554             }
4555           else
4556             {
4557               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4558                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4559
4560               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4561                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4562                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4563                   {
4564                     if (loop_dump_stream)
4565                       fprintf (loop_dump_stream,
4566                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4567                                INSN_UID (v->insn));
4568                     v->ignore = 1;
4569                     all_reduced = 0;
4570                     break;
4571                   }
4572             }
4573         }
4574
4575       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4576          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4577          dead and should not be used to derive another giv nor to
4578          eliminate a biv.  */
4579       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4580         {
4581           if (v->ignore
4582               || (v->same && v->same->ignore))
4583             continue;
4584
4585           if (v->last_use)
4586             {
4587               struct induction *v1;
4588
4589               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4590                 if (v->last_use == v1->insn)
4591                   v->maybe_dead = 1;
4592             }
4593           else if (v->giv_type == DEST_REG
4594               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4595             {
4596               struct induction *v1;
4597
4598               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4599                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4600                   v->maybe_dead = 1;
4601             }
4602         }
4603
4604       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4605          combinations to reduce register pressure.
4606          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4607          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4608          reallocation here since it allows to check if there are still
4609          more bivs to process.  */
4610       nregs = max_reg_num ();
4611       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4612         {
4613           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4614              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4615           if (bl->next)
4616             nregs += nregs / 4;
4617           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4618           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4619           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4620         }
4621       recombine_givs (loop, bl, flags & LOOP_UNROLL);
4622
4623       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4624
4625       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4626         {
4627           struct induction *tv;
4628           if (! v->ignore && v->same == 0)
4629             {
4630               int auto_inc_opt = 0;
4631
4632               /* If the code for derived givs immediately below has already
4633                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4634               if (! v->new_reg)
4635                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4636
4637               if (v->derived_from)
4638                 {
4639                   struct induction *d = v->derived_from;
4640
4641                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4642                      to replace it in v->insn now.  */
4643                   if (! d->new_reg)
4644                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4645                   PATTERN (v->insn)
4646                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4647                   PATTERN (v->insn)
4648                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4649                   /* For each place where the biv is incremented, add an
4650                      insn to set the new, reduced reg for the giv.
4651                      We used to do this only for biv_count != 1, but
4652                      this fails when there is a giv after a single biv
4653                      increment, e.g. when the last giv was expressed as
4654                      pre-decrement.  */
4655                   for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4656                     {
4657                       /* We always emit reduced giv increments before the
4658                          biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4659                          emitting the add insns for derived givs after the
4660                          biv increment, they pick up the updated value of
4661                          the reduced giv.
4662                          If the reduced giv is processed with
4663                          auto_inc_opt == 1, then it is incremented earlier
4664                          than the biv, hence we'll still pick up the right
4665                          value.
4666                          If it's processed with auto_inc_opt == -1,
4667                          that implies that the biv increment is before the
4668                          first reduced giv's use.  The derived giv's lifetime
4669                          is after the reduced giv's lifetime, hence in this
4670                          case, the biv increment doesn't matter.  */
4671                       emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)), tv->insn);
4672                     }
4673                   continue;
4674                 }
4675
4676 #ifdef AUTO_INC_DEC
4677               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4678                  this is an address giv, then try to put the increment
4679                  immediately after its use, so that flow can create an
4680                  auto-increment addressing mode.  */
4681               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4682                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4683                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4684                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4685                   && ! bl->reversed
4686                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4687                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4688                 {
4689                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4690                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4691                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4692
4693                      We simplify this by looking for the common case where
4694                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4695                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4696                      increment occurs after the address giv, then we can
4697                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4698                      would have to go before other_giv, and we would not be
4699                      able to combine it with the address giv to get an
4700                      auto-inc address.)  */
4701                   if (v->combined_with)
4702                     {
4703                       struct induction *other_giv = 0;
4704
4705                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4706                         if (tv->same == v)
4707                           {
4708                             if (other_giv)
4709                               break;
4710                             else
4711                               other_giv = tv;
4712                           }
4713                       if (! tv && other_giv
4714                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4715                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4716                               == INSN_UID (v->insn))
4717                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4718                         auto_inc_opt = 1;
4719                     }
4720                   /* Check for case where increment is before the address
4721                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4722                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4723                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop_scan_start)
4724                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4725                                     > INSN_LUID (loop_scan_start))))
4726                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop_scan_start)
4727                                && (INSN_LUID (loop_scan_start)
4728                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4729                     auto_inc_opt = -1;
4730                   else
4731                     auto_inc_opt = 1;
4732
4733 #ifdef HAVE_cc0
4734                   {
4735                     rtx prev;
4736
4737                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4738                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4739                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4740                         || (auto_inc_opt == -1
4741                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4742                             && INSN_P (prev)
4743                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4744                       auto_inc_opt = 0;
4745                   }
4746 #endif
4747
4748                   if (auto_inc_opt)
4749                     v->auto_inc_opt = 1;
4750                 }
4751 #endif
4752
4753               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4754                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4755               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4756                 {
4757                   rtx insert_before;
4758
4759                   if (! auto_inc_opt)
4760                     insert_before = tv->insn;
4761                   else if (auto_inc_opt == 1)
4762                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4763                   else
4764                     insert_before = v->insn;
4765
4766                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4767                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4768                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4769                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4770                     /* A multiply is acceptable here
4771                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4772                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4773                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4774                 }
4775
4776               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4777
4778               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4779                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4780             }
4781         }
4782
4783       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4784          as not reduced.
4785
4786          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4787          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4788          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4789
4790       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4791         {
4792           if (v->same && v->same->ignore)
4793             v->ignore = 1;
4794
4795           if (v->ignore)
4796             continue;
4797
4798           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4799              replaced.  */
4800           if (v->same)
4801             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4802                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4803
4804           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4805             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4806                this giv.  */
4807             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4808           else if (v->replaceable)
4809             {
4810               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4811
4812 #if 0
4813               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4814                  this is unnecessary now?  */
4815
4816               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4817                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4818
4819                  However, especially when unrolling loops, the special
4820                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4821                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4822                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4823                  We can not delete the original insn, since it may be part
4824                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4825                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4826               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4827                                v->insn);
4828 #endif
4829             }
4830           else
4831             {
4832               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4833                  the reduced giv, same as above.  */
4834               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4835                                v->insn);
4836             }
4837
4838           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4839              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4840              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4841              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4842              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4843           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4844             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4845                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4846           else if (v->final_value)
4847             {
4848               rtx insert_before;
4849
4850               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4851                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4852                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4853                  since this is slightly more efficient.  */
4854               if (loop->exit_count)
4855                 insert_before = loop_start;
4856               else
4857                 insert_before = end_insert_before;
4858               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4859                                 insert_before);
4860
4861 #if 0
4862               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4863                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4864                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4865                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4866                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4867                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4868                  matter that the original insn remains because it is dead
4869                  anyways.  */
4870               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4871                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4872               delete_insn (v->insn);
4873 #endif
4874             }
4875
4876           if (loop_dump_stream)
4877             {
4878               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4879                        INSN_UID (v->insn));
4880               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4881               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4882             }
4883         }
4884
4885       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4886          merit it.  */
4887
4888       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4889          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4890          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4891          combined with.
4892
4893          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4894          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4895          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4896          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4897          used from the simpler giv.  */
4898
4899       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4900         if (! v->maybe_dead && v->same)
4901           v->same->maybe_dead = 0;
4902
4903       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4904          This won't work if ! all_reduced,
4905          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4906
4907          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
4908          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
4909          be used as a biv replacement.
4910
4911          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4912          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4913          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
4914          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4915          replace it with a compare with a constant will fail.
4916
4917          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4918          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4919          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4920
4921       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
4922           && maybe_eliminate_biv (loop, bl, 1, threshold, insn_count))
4923         {
4924           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4925              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4926              we might want to rewrite it also.  This way some later
4927              pass has more hope of removing the initialization of this
4928              biv entirely.  */
4929
4930           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4931              and we must emit an insn to set it just in case.
4932
4933              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
4934              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
4935              proper final value for such a biv here anyways.  */
4936           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
4937             {
4938               rtx insert_before;
4939
4940               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4941                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4942                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
4943                  loop, since this is slightly more efficient.  */
4944               if (loop->exit_count)
4945                 insert_before = loop_start;
4946               else
4947                 insert_before = end_insert_before;
4948
4949               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
4950                                 end_insert_before);
4951             }
4952
4953 #if 0
4954           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
4955              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
4956              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
4957           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
4958              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
4959              will only succeed when there are multiple exits if the biv
4960              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
4961              insn remains, because it is dead anyways.  */
4962           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
4963             delete_insn (v->insn);
4964 #endif
4965
4966           if (loop_dump_stream)
4967             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
4968                      bl->regno);
4969         }
4970     }
4971
4972   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
4973      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
4974
4975   for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
4976     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4977         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4978       {
4979         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
4980         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
4981         INSN_CODE (p) = -1;
4982       }
4983
4984   if (loop_info->n_iterations > 0)
4985     {
4986       /* When we completely unroll a loop we will likely not need the increment
4987          of the loop BIV and we will not need the conditional branch at the
4988          end of the loop.  */
4989       unrolled_insn_copies = insn_count - 2;
4990
4991 #ifdef HAVE_cc0
4992       /* When we completely unroll a loop on a HAVE_cc0 machine we will not
4993          need the comparison before the conditional branch at the end of the
4994          loop.  */
4995       unrolled_insn_copies -= 1;
4996 #endif
4997
4998       /* We'll need one copy for each loop iteration.  */
4999       unrolled_insn_copies *= loop_info->n_iterations;
5000
5001       /* A little slop to account for the ability to remove initialization
5002          code, better CSE, and other secondary benefits of completely
5003          unrolling some loops.  */
5004       unrolled_insn_copies -= 1;
5005
5006       /* Clamp the value.  */
5007       if (unrolled_insn_copies < 0)
5008         unrolled_insn_copies = 0;
5009     }
5010
5011   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5012      induction variable information that strength_reduce has already
5013      collected.  Always unroll loops that would be as small or smaller
5014      unrolled than when rolled.  */
5015   if ((flags & LOOP_UNROLL)
5016       || (loop_info->n_iterations > 0
5017           && unrolled_insn_copies <= insn_count))
5018     unroll_loop (loop, insn_count, end_insert_before, 1);
5019
5020 #ifdef HAVE_doloop_end
5021   if (HAVE_doloop_end && (flags & LOOP_BCT) && flag_branch_on_count_reg)
5022     doloop_optimize (loop);
5023 #endif  /* HAVE_doloop_end  */
5024
5025   if (loop_dump_stream)
5026     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5027
5028 egress:
5029   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5030   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5031   free (reg_biv_class);
5032   if (reg_map)
5033     free (reg_map);
5034 }
5035 \f
5036 /*Record all basic induction variables calculated in the insn.  */
5037 static rtx
5038 check_insn_for_bivs (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple)
5039      struct loop *loop;
5040      rtx p;
5041      int not_every_iteration;
5042      int maybe_multiple;
5043 {
5044   rtx set;
5045   rtx dest_reg;
5046   rtx inc_val;
5047   rtx mult_val;
5048   rtx *location;
5049
5050   if (GET_CODE (p) == INSN
5051       && (set = single_set (p))
5052       && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
5053     {
5054       dest_reg = SET_DEST (set);
5055       if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
5056           && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
5057           && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
5058         {
5059           if (basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
5060                                    GET_MODE (SET_SRC (set)),
5061                                    dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
5062                                    &location))
5063             {
5064               /* It is a possible basic induction variable.
5065                  Create and initialize an induction structure for it.  */
5066
5067               struct induction *v
5068                 = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5069
5070               record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5071                           not_every_iteration, maybe_multiple);
5072               REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
5073             }
5074           else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
5075             REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
5076         }
5077     }
5078   return p;
5079 }
5080 \f
5081 /* Record all givs calculated in the insn.
5082    A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
5083    biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
5084 static rtx
5085 check_insn_for_givs (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple)
5086      struct loop *loop;
5087      rtx p;
5088      int not_every_iteration;
5089      int maybe_multiple;
5090 {
5091   rtx set;
5092   /* Look for a general induction variable in a register.  */
5093   if (GET_CODE (p) == INSN
5094       && (set = single_set (p))
5095       && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5096       && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
5097     {
5098       rtx src_reg;
5099       rtx dest_reg;
5100       rtx add_val;
5101       rtx mult_val;
5102       int benefit;
5103       rtx regnote = 0;
5104       rtx last_consec_insn;
5105
5106       dest_reg = SET_DEST (set);
5107       if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
5108         return p;
5109
5110       if (/* SET_SRC is a giv.  */
5111           (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
5112                                   &mult_val, 0, &benefit, VOIDmode)
5113            /* Equivalent expression is a giv.  */
5114            || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
5115                && general_induction_var (loop, XEXP (regnote, 0), &src_reg,
5116                                          &add_val, &mult_val, 0,
5117                                          &benefit, VOIDmode)))
5118           /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
5119              We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
5120           && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
5121           /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
5122           && dest_reg != src_reg
5123           /* This must be the only place where the register is set.  */
5124           && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
5125               /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
5126               || (benefit = consec_sets_giv (loop, benefit, p,
5127                                              src_reg, dest_reg,
5128                                              &add_val, &mult_val,
5129                                              &last_consec_insn))))
5130         {
5131           struct induction *v
5132             = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5133
5134           /* If this is a library call, increase benefit.  */
5135           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
5136             benefit += libcall_benefit (p);
5137
5138           /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
5139           if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
5140             p = last_consec_insn;
5141
5142           record_giv (loop, v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val,
5143                       benefit, DEST_REG, not_every_iteration,
5144                       maybe_multiple, NULL_PTR);
5145
5146         }
5147     }
5148
5149 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
5150   /* Look for givs which are memory addresses.  */
5151   /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
5152      still does.  */
5153   if (GET_CODE (p) == INSN)
5154     find_mem_givs (loop, PATTERN (p), p, not_every_iteration,
5155                    maybe_multiple);
5156 #endif
5157
5158   /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
5159      change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
5160   if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5161       || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
5162     update_giv_derive (loop, p);
5163   return p;
5164 }
5165 \f
5166 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5167    compared against in an initial test).
5168
5169    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5170    the current insn and the start of the loop.
5171
5172    INSN is the insn containing X.  */
5173
5174 static int
5175 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5176      rtx x;
5177      rtx insn;
5178      int call_seen;
5179      rtx loop_start;
5180 {
5181   if (CONSTANT_P (x))
5182     return 1;
5183
5184   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5185      we know.  */
5186   if (GET_CODE (x) != REG
5187       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5188     return 0;
5189
5190   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5191      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5192   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5193       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5194           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5195     return 0;
5196
5197   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5198      loop.  */
5199   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5200     return 0;
5201
5202   return 1;
5203 }
5204 \f
5205 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5206    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5207    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5208    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
5209    more thanonce in each loop iteration.  */
5210
5211 static void
5212 find_mem_givs (loop, x, insn, not_every_iteration, maybe_multiple)
5213      const struct loop *loop;
5214      rtx x;
5215      rtx insn;
5216      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5217 {
5218   register int i, j;
5219   register enum rtx_code code;
5220   register const char *fmt;
5221
5222   if (x == 0)
5223     return;
5224
5225   code = GET_CODE (x);
5226   switch (code)
5227     {
5228     case REG:
5229     case CONST_INT:
5230     case CONST:
5231     case CONST_DOUBLE:
5232     case SYMBOL_REF:
5233     case LABEL_REF:
5234     case PC:
5235     case CC0:
5236     case ADDR_VEC:
5237     case ADDR_DIFF_VEC:
5238     case USE:
5239     case CLOBBER:
5240       return;
5241
5242     case MEM:
5243       {
5244         rtx src_reg;
5245         rtx add_val;
5246         rtx mult_val;
5247         int benefit;
5248
5249         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5250            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
5251            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5252            this one would not be seen.   */
5253
5254         if (general_induction_var (loop, XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5255                                    &mult_val, 1, &benefit, GET_MODE (x)))
5256           {
5257             /* Found one; record it.  */
5258             struct induction *v
5259               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5260
5261             record_giv (loop, v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5262                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5263                         maybe_multiple, &XEXP (x, 0));
5264
5265             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5266           }
5267       }
5268       return;
5269
5270     default:
5271       break;
5272     }
5273
5274   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5275
5276   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5277   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5278     if (fmt[i] == 'e')
5279       find_mem_givs (loop, XEXP (x, i), insn, not_every_iteration,
5280                      maybe_multiple);
5281     else if (fmt[i] == 'E')
5282       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5283         find_mem_givs (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5284                        maybe_multiple);
5285 }
5286 \f
5287 /* Fill in the data about one biv update.
5288    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5289    allocated by the caller, with alloca.)
5290    INSN is the insn that sets it.
5291    DEST_REG is the biv's reg.
5292
5293    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5294    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5295    being set to INC_VAL.
5296
5297    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5298    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5299    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5300    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5301    executed exactly once per iteration.  */
5302
5303 static void
5304 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5305             not_every_iteration, maybe_multiple)
5306      struct induction *v;
5307      rtx insn;
5308      rtx dest_reg;
5309      rtx inc_val;
5310      rtx mult_val;
5311      rtx *location;
5312      int not_every_iteration;
5313      int maybe_multiple;
5314 {
5315   struct iv_class *bl;
5316
5317   v->insn = insn;
5318   v->src_reg = dest_reg;
5319   v->dest_reg = dest_reg;
5320   v->mult_val = mult_val;
5321   v->add_val = inc_val;
5322   v->location = location;
5323   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5324   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5325   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5326   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5327
5328   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5329      if this is the first incrementation of the reg.  */
5330
5331   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5332   if (bl == 0)
5333     {
5334       /* Create and initialize new iv_class.  */
5335
5336       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5337
5338       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5339       bl->biv = 0;
5340       bl->giv = 0;
5341       bl->biv_count = 0;
5342       bl->giv_count = 0;
5343
5344       /* Set initial value to the reg itself.  */
5345       bl->initial_value = dest_reg;
5346       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5347       bl->init_insn = 0;
5348       bl->init_set = 0;
5349       bl->initial_test = 0;
5350       bl->incremented = 0;
5351       bl->eliminable = 0;
5352       bl->nonneg = 0;
5353       bl->reversed = 0;
5354       bl->total_benefit = 0;
5355
5356       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5357       bl->next = loop_iv_list;
5358       loop_iv_list = bl;
5359
5360       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5361       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5362     }
5363
5364   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5365   v->next_iv = bl->biv;
5366   bl->biv = v;
5367   bl->biv_count++;
5368   if (mult_val == const1_rtx)
5369     bl->incremented = 1;
5370
5371   if (loop_dump_stream)
5372     {
5373       fprintf (loop_dump_stream,
5374                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5375                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5376       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5377         {
5378           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5379           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5380           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5381         }
5382       else
5383         {
5384           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5385           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5386           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5387         }
5388     }
5389 }
5390 \f
5391 /* Fill in the data about one giv.
5392    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5393    allocated by the caller, with alloca.)
5394    INSN is the insn that sets it.
5395    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5396    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5397    into a register or is used as a memory address.
5398
5399    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5400    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5401    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5402    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5403
5404 static void
5405 record_giv (loop, v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5406             type, not_every_iteration, maybe_multiple, location)
5407      const struct loop *loop;
5408      struct induction *v;
5409      rtx insn;
5410      rtx src_reg;
5411      rtx dest_reg;
5412      rtx mult_val, add_val;
5413      int benefit;
5414      enum g_types type;
5415      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5416      rtx *location;
5417 {
5418   struct induction *b;
5419   struct iv_class *bl;
5420   rtx set = single_set (insn);
5421   rtx temp;
5422
5423   /* Attempt to prove constantness of the values.  */
5424   temp = simplify_rtx (add_val);
5425   if (temp)
5426     add_val = temp;
5427
5428   v->insn = insn;
5429   v->src_reg = src_reg;
5430   v->giv_type = type;
5431   v->dest_reg = dest_reg;
5432   v->mult_val = mult_val;
5433   v->add_val = add_val;
5434   v->benefit = benefit;
5435   v->location = location;
5436   v->cant_derive = 0;
5437   v->combined_with = 0;
5438   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5439   v->maybe_dead = 0;
5440   v->derive_adjustment = 0;
5441   v->same = 0;
5442   v->ignore = 0;
5443   v->new_reg = 0;
5444   v->final_value = 0;
5445   v->same_insn = 0;
5446   v->auto_inc_opt = 0;
5447   v->unrolled = 0;
5448   v->shared = 0;
5449   v->derived_from = 0;
5450   v->last_use = 0;
5451
5452   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5453      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5454      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5455      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5456      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5457      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5458      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5459
5460   if (type == DEST_ADDR)
5461     v->always_computable = 1;
5462   else
5463     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5464
5465   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5466
5467   if (type == DEST_ADDR)
5468     {
5469       v->mode = GET_MODE (*location);
5470       v->lifetime = 1;
5471     }
5472   else /* type == DEST_REG */
5473     {
5474       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5475
5476       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5477                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5478
5479       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5480          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5481          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5482       if (v->lifetime == 0)
5483         v->ignore = 1;
5484
5485       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5486       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5487     }
5488
5489   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5490
5491   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5492   if (bl)
5493     {
5494       v->next_iv = bl->giv;
5495       bl->giv = v;
5496       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5497          insns that calculate givs.  */
5498       if (type == DEST_REG)
5499         bl->giv_count++;
5500       bl->total_benefit += benefit;
5501     }
5502   else
5503     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5504     abort ();
5505
5506   if (type == DEST_ADDR)
5507     v->replaceable = 1;
5508   else
5509     {
5510       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5511          of the following conditions are true:
5512          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5513            on which the giv is used at all
5514            (there are two ways to deduce this:
5515             either the insn is executed on every iteration,
5516             or all uses follow that insn in the same basic block),
5517          - the giv is not used outside the loop
5518          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5519
5520       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5521           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5522           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5523           < INSN_LUID (loop->end)
5524           && (! not_every_iteration
5525               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5526         {
5527           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5528              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5529
5530           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5531              and last use of the giv.
5532
5533              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5534              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5535              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5536              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5537              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5538              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5539              using this biv anyways.  */
5540
5541           v->replaceable = 1;
5542           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5543             {
5544               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5545                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5546                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5547                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5548                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5549                 {
5550                   v->replaceable = 0;
5551                   v->not_replaceable = 1;
5552                   break;
5553                 }
5554             }
5555
5556           /* If there are any backwards branches that go from after the
5557              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5558           if (v->replaceable)
5559             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5560               if (back_branch_in_range_p (loop, b->insn))
5561                 {
5562                   v->replaceable = 0;
5563                   v->not_replaceable = 1;
5564                   break;
5565                 }
5566         }
5567       else
5568         {
5569           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5570              decide.  */
5571           v->replaceable = 0;
5572           v->not_replaceable = 0;
5573         }
5574     }
5575
5576   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5577      combine_givs.  */
5578   {
5579     rtx tem = add_val;
5580
5581     v->no_const_addval = 1;
5582     if (tem == const0_rtx)
5583       ;
5584     else if (CONSTANT_P (add_val))
5585       v->no_const_addval = 0;
5586     if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5587       {
5588         while (1)
5589           {
5590             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5591               tem = XEXP (tem, 0);
5592             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5593               tem = XEXP (tem, 1);
5594             else
5595               break;
5596           }
5597         if (CONSTANT_P (XEXP (tem, 1)))
5598           v->no_const_addval = 0;
5599       }
5600   }
5601
5602   if (loop_dump_stream)
5603     {
5604       if (type == DEST_REG)
5605         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5606                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5607       else
5608         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5609                  INSN_UID (insn));
5610
5611       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5612                REGNO (src_reg), v->benefit);
5613       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5614                v->lifetime);
5615
5616       if (v->replaceable)
5617         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5618
5619       if (v->no_const_addval)
5620         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5621
5622       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5623         {
5624           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5625           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5626         }
5627       else
5628         {
5629           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5630           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5631         }
5632
5633       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5634         {
5635           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5636           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5637         }
5638       else
5639         {
5640           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5641           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5642         }
5643     }
5644
5645   if (loop_dump_stream)
5646     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5647
5648 }
5649
5650 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5651    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5652    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5653    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5654    have been identified.  */
5655
5656 static void
5657 check_final_value (loop, v)
5658      const struct loop *loop;
5659      struct induction *v;
5660 {
5661   struct iv_class *bl;
5662   rtx final_value = 0;
5663
5664   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5665
5666   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5667      replaceable above in record_giv.  */
5668
5669   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5670      of the following conditions are true:
5671      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5672        on which the giv is used at all
5673        (there are two ways to deduce this:
5674         either the insn is executed on every iteration,
5675         or all uses follow that insn in the same basic block),
5676      - its final value can be calculated (this condition is different
5677        than the one above in record_giv)
5678      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5679
5680 #if 0
5681   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5682   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5683   v->replaceable = 0;
5684 #endif
5685
5686   if ((final_value = final_giv_value (loop, v))
5687       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5688     {
5689       int biv_increment_seen = 0;
5690       rtx p = v->insn;
5691       rtx last_giv_use;
5692
5693       v->replaceable = 1;
5694
5695       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5696          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5697          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5698          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5699
5700       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5701          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5702          that sets the giv, and search around the loop until we come
5703          back to that insn again.
5704
5705          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5706          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5707          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5708          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5709          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5710          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5711          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5712
5713       last_giv_use = v->insn;
5714
5715       while (1)
5716         {
5717           p = NEXT_INSN (p);
5718           if (p == loop->end)
5719             p = NEXT_INSN (loop->start);
5720           if (p == v->insn)
5721             break;
5722
5723           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5724               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5725             {
5726               if (biv_increment_seen)
5727                 {
5728                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5729                     {
5730                       v->replaceable = 0;
5731                       v->not_replaceable = 1;
5732                       break;
5733                     }
5734                 }
5735               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5736                 biv_increment_seen = 1;
5737               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5738                 last_giv_use = p;
5739             }
5740         }
5741
5742       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5743          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5744          replaceable.  */
5745
5746       if (v->replaceable)
5747         {
5748           p = v->insn;
5749           while (1)
5750             {
5751               p = NEXT_INSN (p);
5752               if (p == loop->end)
5753                 p = NEXT_INSN (loop->start);
5754               if (p == last_giv_use)
5755                 break;
5756
5757               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5758                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5759                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5760                        && loop_insn_first_p (loop->start, JUMP_LABEL (p)))
5761                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5762                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop->end))))
5763                 {
5764                   v->replaceable = 0;
5765                   v->not_replaceable = 1;
5766
5767                   if (loop_dump_stream)
5768                     fprintf (loop_dump_stream,
5769                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5770
5771                   break;
5772                 }
5773             }
5774         }
5775
5776       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5777       if (v->replaceable)
5778         v->final_value = final_value;
5779     }
5780
5781   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5782     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5783              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5784 }
5785 \f
5786 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5787
5788    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5789    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5790    another giv.
5791
5792    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5793    derive another giv once a label has been passed.
5794
5795    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5796
5797 static void
5798 update_giv_derive (loop, p)
5799      const struct loop *loop;
5800      rtx p;
5801 {
5802   struct iv_class *bl;
5803   struct induction *biv, *giv;
5804   rtx tem;
5805   int dummy;
5806
5807   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5808
5809      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5810      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5811      derive any givs after a label is passed.
5812
5813      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5814      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5815      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5816      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5817      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5818      sub-cases within this case.
5819
5820      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5821      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5822      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5823      this extra tracking doesn't seem worth it).
5824
5825      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5826      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5827      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5828      on the jump again here.
5829
5830      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5831      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5832      the giv cannot derive further givs.  */
5833
5834   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5835     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5836       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5837           || biv->insn == p)
5838         {
5839           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5840             {
5841               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5842                  checking all of these conditions again.  */
5843               if (giv->cant_derive)
5844                 continue;
5845
5846               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5847                  it cannot derive anything.  */
5848               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5849                 giv->cant_derive = 1;
5850
5851               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5852                  they are really invariants.  Also skip those that are
5853                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5854                  any biv update.  */
5855               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5856                 continue;
5857
5858               /* The only way we can allow this giv to derive another
5859                  is if this is a biv increment and we can form the product
5860                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5861                  be able to compute a compensation.  */
5862               else if (biv->insn == p)
5863                 {
5864                   tem = 0;
5865
5866                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5867                     tem = simplify_giv_expr (loop,
5868                                              gen_rtx_MULT (giv->mode,
5869                                                            biv->add_val,
5870                                                            giv->mult_val),
5871                                              &dummy);
5872
5873                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5874                     tem = simplify_giv_expr
5875                       (loop,
5876                        gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
5877                        &dummy);
5878
5879                   if (tem)
5880                     giv->derive_adjustment = tem;
5881                   else
5882                     giv->cant_derive = 1;
5883                 }
5884               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5885                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5886                 giv->cant_derive = 1;
5887             }
5888         }
5889 }
5890 \f
5891 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5892    X is the source of insn P, or a part of it.
5893    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5894
5895    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5896    We accept patterns of these forms:
5897      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5898      REG = INVARIANT + REG
5899
5900    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5901    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5902    we found the additive term into *LOCATION.
5903
5904    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5905    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5906
5907    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5908    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5909    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5910    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5911    into the variable.
5912
5913    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5914    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5915    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5916    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5917
5918    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5919    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5920    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5921    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5922    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5923    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5924    not ZERO_EXTEND.
5925
5926    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5927
5928 static int
5929 basic_induction_var (loop, x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5930      const struct loop *loop;
5931      register rtx x;
5932      enum machine_mode mode;
5933      rtx dest_reg;
5934      rtx p;
5935      rtx *inc_val;
5936      rtx *mult_val;
5937      rtx **location;
5938 {
5939   register enum rtx_code code;
5940   rtx *argp, arg;
5941   rtx insn, set = 0;
5942
5943   code = GET_CODE (x);
5944   *location = NULL;
5945   switch (code)
5946     {
5947     case PLUS:
5948       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5949           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5950               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5951               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5952         {
5953           argp = &XEXP (x, 1);
5954         }
5955       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5956                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5957                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5958                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5959         {
5960           argp = &XEXP (x, 0);
5961         }
5962       else
5963         return 0;
5964
5965       arg = *argp;
5966       if (loop_invariant_p (loop, arg) != 1)
5967         return 0;
5968
5969       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5970       *mult_val = const1_rtx;
5971       *location = argp;
5972       return 1;
5973
5974     case SUBREG:
5975       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5976          value.  */
5977       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5978         return basic_induction_var (loop, SUBREG_REG (x),
5979                                     GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5980                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5981       return 0;
5982
5983     case REG:
5984       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5985          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5986
5987       /* If this sets a register to itself, we would repeat any previous
5988          biv increment if we applied this strategy blindly.  */
5989       if (rtx_equal_p (dest_reg, x))
5990         return 0;
5991
5992       insn = p;
5993       while (1)
5994         {
5995           do
5996             {
5997               insn = PREV_INSN (insn);
5998             }
5999           while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6000                  && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6001
6002           if (!insn)
6003             break;
6004           set = single_set (insn);
6005           if (set == 0)
6006             break;
6007
6008           if ((SET_DEST (set) == x
6009                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
6010                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
6011                        <= UNITS_PER_WORD)
6012                    && (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (set)))
6013                        == MODE_INT)
6014                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
6015               && basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
6016                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
6017                                        ? GET_MODE (x)
6018                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
6019                                       dest_reg, insn,
6020                                       inc_val, mult_val, location))
6021             return 1;
6022         }
6023       /* ... fall through ...  */
6024
6025       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
6026          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
6027          as a biv of the outer loop,
6028          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
6029     case MEM:
6030       if (loop_invariant_p (loop, x) != 1)
6031         return 0;
6032     case CONST_INT:
6033     case SYMBOL_REF:
6034     case CONST:
6035       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
6036          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
6037          would be a useful iterator anyways.  */
6038       if (loop->level == 1
6039           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
6040           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
6041         {
6042           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
6043           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
6044           *mult_val = const0_rtx;
6045           return 1;
6046         }
6047       else
6048         return 0;
6049
6050     case SIGN_EXTEND:
6051       return basic_induction_var (loop, XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6052                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
6053
6054     case ASHIFTRT:
6055       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
6056       for (insn = PREV_INSN (p);
6057            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6058             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6059            insn = PREV_INSN (insn))
6060         ;
6061
6062       if (insn)
6063         set = single_set (insn);
6064
6065       if (! rtx_equal_p (dest_reg, XEXP (x, 0))
6066           && set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
6067           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
6068           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
6069           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
6070           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
6071         return basic_induction_var (loop, XEXP (SET_SRC (set), 0),
6072                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6073                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
6074                                     location);
6075       return 0;
6076
6077     default:
6078       return 0;
6079     }
6080 }
6081 \f
6082 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
6083    function   of a basic induction variable,
6084    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
6085    The coefficients can be any loop invariant quantity.
6086    A giv need not be computed directly from the biv;
6087    it can be computed by way of other givs.  */
6088
6089 /* Determine whether X computes a giv.
6090    If it does, return a nonzero value
6091      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6092    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6093    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6094      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6095
6096 static int
6097 general_induction_var (loop, x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr,
6098                        pbenefit, addr_mode)
6099      const struct loop *loop;
6100      rtx x;
6101      rtx *src_reg;
6102      rtx *add_val;
6103      rtx *mult_val;
6104      int is_addr;
6105      int *pbenefit;
6106      enum machine_mode addr_mode;
6107 {
6108   rtx orig_x = x;
6109   char *storage;
6110
6111   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6112   if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6113     return 0;
6114
6115   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6116      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6117   storage = (char *) oballoc (0);
6118   *pbenefit = 0;
6119   x = simplify_giv_expr (loop, x, pbenefit);
6120   if (x == 0)
6121     {
6122       obfree (storage);
6123       return 0;
6124     }
6125
6126   switch (GET_CODE (x))
6127     {
6128     case USE:
6129     case CONST_INT:
6130       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6131          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6132          with.  */
6133       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6134       *mult_val = const0_rtx;
6135       *add_val = x;
6136       break;
6137
6138     case REG:
6139       /* This is equivalent to a BIV.  */
6140       *src_reg = x;
6141       *mult_val = const1_rtx;
6142       *add_val = const0_rtx;
6143       break;
6144
6145     case PLUS:
6146       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6147          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6148       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6149         {
6150           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6151           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6152         }
6153       else
6154         {
6155           *src_reg = XEXP (x, 0);
6156           *mult_val = const1_rtx;
6157         }
6158       *add_val = XEXP (x, 1);
6159       break;
6160
6161     case MULT:
6162       /* ADD_VAL is zero.  */
6163       *src_reg = XEXP (x, 0);
6164       *mult_val = XEXP (x, 1);
6165       *add_val = const0_rtx;
6166       break;
6167
6168     default:
6169       abort ();
6170     }
6171
6172   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6173      unless they are CONST_INT).  */
6174   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6175     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6176   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6177     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6178
6179   if (is_addr)
6180     *pbenefit += address_cost (orig_x, addr_mode) - reg_address_cost;
6181   else
6182     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6183
6184   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6185      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
6186      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
6187   return 1;
6188 }
6189 \f
6190 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6191    We will canonicalize it to be of the form
6192         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6193               (invar_2))
6194    with possible degeneracies.
6195
6196    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6197    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6198    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6199    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6200
6201    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6202    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6203    returns 0.
6204
6205    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6206    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
6207
6208    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6209
6210 static rtx sge_plus PARAMS ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6211 static rtx sge_plus_constant PARAMS ((rtx, rtx));
6212 static int cmp_combine_givs_stats PARAMS ((const PTR, const PTR));
6213 static int cmp_recombine_givs_stats PARAMS ((const PTR, const PTR));
6214
6215 static rtx
6216 simplify_giv_expr (loop, x, benefit)
6217      const struct loop *loop;
6218      rtx x;
6219      int *benefit;
6220 {
6221   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6222   rtx arg0, arg1;
6223   rtx tem;
6224
6225   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6226      mode, this can't be a giv.  */
6227   if (mode != VOIDmode
6228       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6229           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6230     return NULL_RTX;
6231
6232   switch (GET_CODE (x))
6233     {
6234     case PLUS:
6235       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), benefit);
6236       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), benefit);
6237       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6238         return NULL_RTX;
6239
6240       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6241       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6242            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6243           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6244                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6245                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6246         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6247
6248       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6249       if (arg1 == const0_rtx)
6250         return arg0;
6251       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6252         switch (GET_CODE (arg0))
6253           {
6254           case CONST_INT:
6255           case USE:
6256             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6257                addition operation inside a USE and return it.  */
6258             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6259               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6260             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6261               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6262
6263             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6264               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6265             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6266               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6267             else
6268               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6269
6270             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6271               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6272             return tem;
6273
6274           case REG:
6275           case MULT:
6276             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6277             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6278
6279           case PLUS:
6280             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6281             return
6282               simplify_giv_expr (loop,
6283                                  gen_rtx_PLUS (mode,
6284                                                XEXP (arg0, 0),
6285                                                gen_rtx_PLUS (mode,
6286                                                              XEXP (arg0, 1),
6287                                                              arg1)),
6288                                  benefit);
6289
6290           default:
6291             abort ();
6292           }
6293
6294       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6295          MULT to reduce cases.  */
6296       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6297         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6298       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6299         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6300
6301       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6302          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6303          Recurse to associate the second PLUS.  */
6304       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6305         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6306
6307       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6308           return
6309             simplify_giv_expr (loop,
6310                                gen_rtx_PLUS (mode,
6311                                              gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6312                                                            XEXP (arg1, 0)),
6313                                              XEXP (arg1, 1)),
6314                                benefit);
6315
6316       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6317       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6318         return NULL_RTX;
6319
6320       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6321         return NULL_RTX;
6322
6323       return simplify_giv_expr (loop,
6324                                 gen_rtx_MULT (mode,
6325                                               XEXP (arg0, 0),
6326                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6327                                                             XEXP (arg0, 1),
6328                                                             XEXP (arg1, 1))),
6329                                 benefit);
6330
6331     case MINUS:
6332       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6333       return simplify_giv_expr (loop,
6334                                 gen_rtx_PLUS (mode,
6335                                               XEXP (x, 0),
6336                                               gen_rtx_MULT (mode,
6337                                                             XEXP (x, 1),
6338                                                             constm1_rtx)),
6339                                 benefit);
6340
6341     case MULT:
6342       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), benefit);
6343       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), benefit);
6344       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6345         return NULL_RTX;
6346
6347       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6348       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6349           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6350         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6351
6352       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6353       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6354         return NULL_RTX;
6355
6356       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6357       if (arg1 == const0_rtx)
6358         return const0_rtx;
6359
6360       else if (arg1 == const1_rtx)
6361         return arg0;
6362
6363       switch (GET_CODE (arg0))
6364         {
6365         case REG:
6366           /* biv * invar.  Done.  */
6367           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6368
6369         case CONST_INT:
6370           /* Product of two constants.  */
6371           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6372
6373         case USE:
6374           /* invar * invar is a giv, but attempt to simplify it somehow.  */
6375           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6376             return NULL_RTX;
6377
6378           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6379           if (GET_CODE (arg0) == MULT)
6380             {
6381               /* (invar_0 * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6382               return simplify_giv_expr (loop,
6383                                         gen_rtx_MULT (mode,
6384                                                       XEXP (arg0, 0),
6385                                                       gen_rtx_MULT (mode,
6386                                                                     XEXP (arg0,
6387                                                                           1),
6388                                                                     arg1)),
6389                                         benefit);
6390             }
6391           /* Porpagate the MULT expressions to the intermost nodes.  */
6392           else if (GET_CODE (arg0) == PLUS)
6393             {
6394               /* (invar_0 + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6395               return simplify_giv_expr (loop,
6396                                         gen_rtx_PLUS (mode,
6397                                                       gen_rtx_MULT (mode,
6398                                                                     XEXP (arg0,
6399                                                                           0),
6400                                                                     arg1),
6401                                                       gen_rtx_MULT (mode,
6402                                                                     XEXP (arg0,
6403                                                                           1),
6404                                                                     arg1)),
6405                                         benefit);
6406             }
6407           return gen_rtx_USE (mode, gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1));
6408
6409         case MULT:
6410           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6411           return simplify_giv_expr (loop,
6412                                     gen_rtx_MULT (mode,
6413                                                   XEXP (arg0, 0),
6414                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6415                                                                 XEXP (arg0, 1),
6416                                                                 arg1)),
6417                                     benefit);
6418
6419         case PLUS:
6420           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6421           return simplify_giv_expr (loop,
6422                                     gen_rtx_PLUS (mode,
6423                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6424                                                                 XEXP (arg0, 0),
6425                                                                 arg1),
6426                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6427                                                                 XEXP (arg0, 1),
6428                                                                 arg1)),
6429                                     benefit);
6430
6431         default:
6432           abort ();
6433         }
6434
6435     case ASHIFT:
6436       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6437       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6438         return 0;
6439
6440       return
6441         simplify_giv_expr (loop,
6442                            gen_rtx_MULT (mode,
6443                                          XEXP (x, 0),
6444                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6445                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6446                            benefit);
6447
6448     case NEG:
6449       /* "-a" is "a * (-1)" */
6450       return simplify_giv_expr (loop,
6451                                 gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6452                                 benefit);
6453
6454     case NOT:
6455       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6456       return simplify_giv_expr (loop,
6457                                 gen_rtx_MINUS (mode,
6458                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6459                                                const1_rtx),
6460                                 benefit);
6461
6462     case USE:
6463       /* Already in proper form for invariant.  */
6464       return x;
6465
6466     case REG:
6467       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6468       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6469         return 0;
6470
6471       /* Check for biv or giv.  */
6472       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6473         {
6474         case BASIC_INDUCT:
6475           return x;
6476         case GENERAL_INDUCT:
6477           {
6478             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6479
6480             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6481                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6482             *benefit += v->benefit;
6483             if (v->cant_derive)
6484               return 0;
6485
6486             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
6487                                                     v->src_reg, v->mult_val),
6488                                 v->add_val);
6489
6490             if (v->derive_adjustment)
6491               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6492             return simplify_giv_expr (loop, tem, benefit);
6493           }
6494
6495         default:
6496           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6497              may be able to simplify things further by looking through
6498              the bits we just moved outside the loop.  */
6499           if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6500             {
6501               struct movable *m;
6502
6503               for (m = the_movables; m; m = m->next)
6504                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6505                   {
6506                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6507
6508                     /* If we match another movable, we must use that, as
6509                        this one is going away.  */
6510                     if (m->match)
6511                       return simplify_giv_expr (loop, m->match->set_dest,
6512                                                 benefit);
6513
6514                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6515                        instructions that were moved together.  We handle this
6516                        case only to the point of seeking to the last insn and
6517                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6518                     if (m->consec != 0)
6519                       {
6520                         int i = m->consec;
6521                         tem = m->insn;
6522                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6523
6524                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6525                         if (tem)
6526                           tem = XEXP (tem, 0);
6527                       }
6528                     else
6529                       {
6530                         tem = single_set (m->insn);
6531                         if (tem)
6532                           tem = SET_SRC (tem);
6533                       }
6534
6535                     if (tem)
6536                       {
6537                         /* What we are most interested in is pointer
6538                            arithmetic on invariants -- only take
6539                            patterns we may be able to do something with.  */
6540                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6541                             || GET_CODE (tem) == MULT
6542                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6543                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6544                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6545                           {
6546                             tem = simplify_giv_expr (loop, tem, benefit);
6547                             if (tem)
6548                               return tem;
6549                           }
6550                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6551                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6552                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6553                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6554                           {
6555                             tem = simplify_giv_expr (loop, XEXP (tem, 0),
6556                                                      benefit);
6557                             if (tem)
6558                               return tem;
6559                           }
6560                       }
6561                     break;
6562                   }
6563             }
6564           break;
6565         }
6566
6567       /* Fall through to general case.  */
6568     default:
6569       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6570          Otherwise, not giv.  */
6571       if (GET_CODE (x) == USE)
6572         x = XEXP (x, 0);
6573
6574       if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6575         {
6576           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6577             return x;
6578           if (GET_CODE (x) == CONST
6579               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6580               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6581               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6582             x = XEXP (x, 0);
6583           return gen_rtx_USE (mode, x);
6584         }
6585       else
6586         return 0;
6587     }
6588 }
6589
6590 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6591    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6592
6593 static rtx
6594 sge_plus_constant (x, c)
6595      rtx x, c;
6596 {
6597   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6598     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6599   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6600     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6601   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6602     {
6603       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6604                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6605     }
6606   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6607            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6608     {
6609       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6610                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6611     }
6612   else
6613     {
6614       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6615                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6616     }
6617 }
6618
6619 static rtx
6620 sge_plus (mode, x, y)
6621      enum machine_mode mode;
6622      rtx x, y;
6623 {
6624   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6625     {
6626       rtx a = XEXP (y, 0);
6627       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6628         x = sge_plus_constant (x, a);
6629       else
6630         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6631       y = XEXP (y, 1);
6632     }
6633   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6634     x = sge_plus_constant (x, y);
6635   else
6636     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6637   return x;
6638 }
6639 \f
6640 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6641    for example,
6642       giv = biv * M
6643       giv = giv + A
6644    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6645    we check that all other insns that set the same register follow
6646    immediately after P, that they alter nothing else,
6647    and that the result of the last is still a giv.
6648
6649    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6650    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6651    all the consecutive insns that compute the value.
6652
6653    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6654    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6655
6656    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6657    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6658
6659 static int
6660 consec_sets_giv (loop, first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6661                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6662      const struct loop *loop;
6663      int first_benefit;
6664      rtx p;
6665      rtx src_reg;
6666      rtx dest_reg;
6667      rtx *add_val;
6668      rtx *mult_val;
6669      rtx *last_consec_insn;
6670 {
6671   int count;
6672   enum rtx_code code;
6673   int benefit;
6674   rtx temp;
6675   rtx set;
6676
6677   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6678      each insn of the multi-insn sequence.
6679
6680      This induction structure will be used only by the call to
6681      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6682      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6683      a new induction structure.  */
6684   struct induction *v
6685     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6686   v->src_reg = src_reg;
6687   v->mult_val = *mult_val;
6688   v->add_val = *add_val;
6689   v->benefit = first_benefit;
6690   v->cant_derive = 0;
6691   v->derive_adjustment = 0;
6692
6693   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6694   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6695
6696   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6697
6698   while (count > 0)
6699     {
6700       p = NEXT_INSN (p);
6701       code = GET_CODE (p);
6702
6703       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6704       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6705         p = XEXP (temp, 0);
6706
6707       if (code == INSN
6708           && (set = single_set (p))
6709           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6710           && SET_DEST (set) == dest_reg
6711           && (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg,
6712                                      add_val, mult_val, 0, &benefit, VOIDmode)
6713               /* Giv created by equivalent expression.  */
6714               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6715                   && general_induction_var (loop, XEXP (temp, 0), &src_reg,
6716                                             add_val, mult_val, 0, &benefit,
6717                                             VOIDmode)))
6718           && src_reg == v->src_reg)
6719         {
6720           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6721             benefit += libcall_benefit (p);
6722
6723           count--;
6724           v->mult_val = *mult_val;
6725           v->add_val = *add_val;
6726           v->benefit = benefit;
6727         }
6728       else if (code != NOTE)
6729         {
6730           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6731              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6732              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6733           if (code == INSN
6734               && (set = single_set (p))
6735               && SET_DEST (set) != dest_reg
6736               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6737             continue;
6738
6739           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6740           return 0;
6741         }
6742     }
6743
6744   *last_consec_insn = p;
6745   return v->benefit;
6746 }
6747 \f
6748 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6749    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6750    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6751
6752    To perform the computation, we note that
6753         G1 = x * v + a          and
6754         G2 = y * v + b
6755    where `v' is the biv.
6756
6757    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6758
6759    Note that MULT = y/x.
6760
6761    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6762    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6763    subtracting variables.  */
6764
6765 static rtx
6766 express_from_1 (a, b, mult)
6767      rtx a, b, mult;
6768 {
6769   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6770
6771   if (mult == const0_rtx)
6772     return b;
6773
6774   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6775      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6776      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6777      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6778
6779   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6780     return NULL_RTX;
6781
6782   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6783      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6784      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6785      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6786      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6787
6788   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6789     {
6790       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6791
6792       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6793       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6794         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6795
6796       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6797       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6798         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6799
6800       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6801         /* We matched: remove one reg completely.  */
6802         a = oa, b = ob;
6803       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6804         /* An alternate match.  */
6805         a = oa, b = rb;
6806       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6807         /* An alternate match.  */
6808         a = ra, b = ob;
6809       else
6810         {
6811           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6812              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6813           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6814           if (ob == NULL_RTX)
6815             return NULL_RTX;
6816           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6817         }
6818     }
6819
6820   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6821      get rid of everything but a constant.  */
6822
6823   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6824     {
6825       rtx ra, oa;
6826
6827       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6828       if (rtx_equal_p (oa, b))
6829         oa = ra;
6830       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6831         return NULL_RTX;
6832
6833       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6834         return NULL_RTX;
6835
6836       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6837     }
6838   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6839     {
6840       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6841     }
6842   else if (CONSTANT_P (a))
6843     {
6844       return simplify_gen_binary (MINUS, GET_MODE (b) != VOIDmode ? GET_MODE (b) : GET_MODE (a), const0_rtx, a);
6845     }
6846   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6847     {
6848       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6849         return XEXP (b, 1);
6850       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6851         return XEXP (b, 0);
6852       else
6853         return NULL_RTX;
6854     }
6855   else if (rtx_equal_p (a, b))
6856     return const0_rtx;
6857
6858   return NULL_RTX;
6859 }
6860
6861 rtx
6862 express_from (g1, g2)
6863      struct induction *g1, *g2;
6864 {
6865   rtx mult, add;
6866
6867   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6868      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6869      for notation) is also an integer.  */
6870   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6871       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6872     {
6873       if (g1->mult_val == const0_rtx
6874           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6875         return NULL_RTX;
6876       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6877     }
6878   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6879     mult = const1_rtx;
6880   else
6881     {
6882       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6883       return NULL_RTX;
6884     }
6885
6886   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6887   if (add == NULL_RTX)
6888     {
6889       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
6890          scale G1's addend and try again.  */
6891       if (INTVAL (mult) > 1)
6892         {
6893           rtx g1_add_val = g1->add_val;
6894           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
6895               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
6896             {
6897               HOST_WIDE_INT m;
6898               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
6899               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
6900                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
6901             }
6902           else
6903             {
6904               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
6905                                          mult);
6906             }
6907
6908           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
6909         }
6910     }
6911   if (add == NULL_RTX)
6912     return NULL_RTX;
6913
6914   /* Form simplified final result.  */
6915   if (mult == const0_rtx)
6916     return add;
6917   else if (mult == const1_rtx)
6918     mult = g1->dest_reg;
6919   else
6920     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6921
6922   if (add == const0_rtx)
6923     return mult;
6924   else
6925     {
6926       if (GET_CODE (add) == PLUS
6927           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6928         {
6929           rtx tem = XEXP (add, 1);
6930           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6931           add = tem;
6932         }
6933
6934       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6935     }
6936 }
6937 \f
6938 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6939    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6940    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6941    used to represent G1.  */
6942
6943 static rtx
6944 combine_givs_p (g1, g2)
6945      struct induction *g1, *g2;
6946 {
6947   rtx tem = express_from (g1, g2);
6948
6949   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6950      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6951      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6952   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6953      combination to be the other way round.  */
6954   if (tem == g1->dest_reg
6955       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6956     {
6957       return g1->dest_reg;
6958     }
6959
6960   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6961      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6962      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6963   if (tem != NULL_RTX
6964       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6965       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6966       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6967          will always be a register, and so anything more complicated
6968          gets discarded.  */
6969 #if 0
6970 #ifdef ADDRESS_COST
6971       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6972 #else
6973       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6974 #endif
6975 #endif
6976       )
6977     {
6978       return tem;
6979     }
6980
6981   return NULL_RTX;
6982 }
6983 \f
6984 struct combine_givs_stats
6985 {
6986   int giv_number;
6987   int total_benefit;
6988 };
6989
6990 static int
6991 cmp_combine_givs_stats (xp, yp)
6992      const PTR xp;
6993      const PTR yp;
6994 {
6995   const struct combine_givs_stats * const x =
6996     (const struct combine_givs_stats *) xp;
6997   const struct combine_givs_stats * const y =
6998     (const struct combine_givs_stats *) yp;
6999   int d;
7000   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
7001   /* Stabilize the sort.  */
7002   if (!d)
7003     d = x->giv_number - y->giv_number;
7004   return d;
7005 }
7006
7007 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
7008    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
7009    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
7010    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
7011
7012 static void
7013 combine_givs (bl)
7014      struct iv_class *bl;
7015 {
7016   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
7017   const int extra_benefit = 3;
7018
7019   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
7020   int i, j, k, giv_count;
7021   struct combine_givs_stats *stats;
7022   rtx *can_combine;
7023
7024   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
7025   giv_count = 0;
7026   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7027     if (!g1->ignore)
7028       giv_count++;
7029
7030   giv_array
7031     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7032   i = 0;
7033   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7034     if (!g1->ignore)
7035       giv_array[i++] = g1;
7036
7037   stats = (struct combine_givs_stats *) xcalloc (giv_count, sizeof (*stats));
7038   can_combine = (rtx *) xcalloc (giv_count, giv_count * sizeof (rtx));
7039
7040   for (i = 0; i < giv_count; i++)
7041     {
7042       int this_benefit;
7043       rtx single_use;
7044
7045       g1 = giv_array[i];
7046       stats[i].giv_number = i;
7047
7048       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
7049          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
7050          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
7051          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
7052          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
7053          be seen elsewhere as well.  */
7054       if (g1->giv_type == DEST_REG
7055           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
7056           && single_use != const0_rtx)
7057         continue;
7058
7059       this_benefit = g1->benefit;
7060       /* Add an additional weight for zero addends.  */
7061       if (g1->no_const_addval)
7062         this_benefit += 1;
7063
7064       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7065         {
7066           rtx this_combine;
7067
7068           g2 = giv_array[j];
7069           if (g1 != g2
7070               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
7071             {
7072               can_combine[i * giv_count + j] = this_combine;
7073               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
7074             }
7075         }
7076       stats[i].total_benefit = this_benefit;
7077     }
7078
7079   /* Iterate, combining until we can't.  */
7080 restart:
7081   qsort (stats, giv_count, sizeof (*stats), cmp_combine_givs_stats);
7082
7083   if (loop_dump_stream)
7084     {
7085       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
7086       for (k = 0; k < giv_count; k++)
7087         {
7088           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
7089           if (!g1->combined_with && !g1->same)
7090             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
7091                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
7092                      stats[k].total_benefit);
7093         }
7094       putc ('\n', loop_dump_stream);
7095     }
7096
7097   for (k = 0; k < giv_count; k++)
7098     {
7099       int g1_add_benefit = 0;
7100
7101       i = stats[k].giv_number;
7102       g1 = giv_array[i];
7103
7104       /* If it has already been combined, skip.  */
7105       if (g1->combined_with || g1->same)
7106         continue;
7107
7108       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7109         {
7110           g2 = giv_array[j];
7111           if (g1 != g2 && can_combine[i * giv_count + j]
7112               /* If it has already been combined, skip.  */
7113               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
7114             {
7115               int l;
7116
7117               g2->new_reg = can_combine[i * giv_count + j];
7118               g2->same = g1;
7119               g1->combined_with++;
7120               g1->lifetime += g2->lifetime;
7121
7122               g1_add_benefit += g2->benefit;
7123
7124               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
7125                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
7126                  longer be necessary.  */
7127               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
7128                 g1_add_benefit -= copy_cost;
7129
7130               /* To help optimize the next set of combinations, remove
7131                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
7132               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
7133                 {
7134                   int m = stats[l].giv_number;
7135                   if (can_combine[m * giv_count + j])
7136                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
7137                 }
7138
7139               if (loop_dump_stream)
7140                 fprintf (loop_dump_stream,
7141                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
7142                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
7143             }
7144         }
7145
7146       /* To help optimize the next set of combinations, remove
7147          this giv from the benefits of other potential mates.  */
7148       if (g1->combined_with)
7149         {
7150           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
7151             {
7152               int m = stats[j].giv_number;
7153               if (can_combine[m * giv_count + i])
7154                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7155             }
7156
7157           g1->benefit += g1_add_benefit;
7158
7159           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7160              Restart the combination so that proper weights for the
7161              rest of the givs are properly taken into account.  */
7162           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7163              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7164              can_combine is tricky.  */
7165           goto restart;
7166         }
7167     }
7168
7169   /* Clean up.  */
7170   free (stats);
7171   free (can_combine);
7172 }
7173 \f
7174 struct recombine_givs_stats
7175 {
7176   int giv_number;
7177   int start_luid, end_luid;
7178 };
7179
7180 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7181    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7182    used in reverse.  */
7183 static int
7184 cmp_recombine_givs_stats (xp, yp)
7185      const PTR xp;
7186      const PTR yp;
7187 {
7188   const struct recombine_givs_stats * const x =
7189     (const struct recombine_givs_stats *) xp;
7190   const struct recombine_givs_stats * const y =
7191     (const struct recombine_givs_stats *) yp;
7192   int d;
7193   d = y->start_luid - x->start_luid;
7194   /* Stabilize the sort.  */
7195   if (!d)
7196     d = y->giv_number - x->giv_number;
7197   return d;
7198 }
7199
7200 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7201    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7202    yet to unlock the search for the end of its life.
7203    Only consider givs that belong to BIV.
7204    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7205 static int
7206 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7207      rtx x, insn, biv;
7208      struct recombine_givs_stats *stats;
7209 {
7210   enum rtx_code code;
7211   const char *fmt;
7212   int i, j;
7213   int retval;
7214
7215   code = GET_CODE (x);
7216   switch (code)
7217     {
7218     case SET:
7219       {
7220         rtx reg = SET_DEST (x);
7221         if (GET_CODE (reg) == REG)
7222           {
7223             int regno = REGNO (reg);
7224             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7225
7226             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7227                 && ! v->ignore
7228                 && v->src_reg == biv
7229                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7230               {
7231                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7232                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7233                    We must not predicate this code on a start_luid match
7234                    since that would make the test fail for givs that have
7235                    been hoisted out of inner loops.  */
7236                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7237                   {
7238                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7239                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7240                   }
7241                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7242                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7243               }
7244             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7245           }
7246         break;
7247       }
7248     case REG:
7249       {
7250         int regno = REGNO (x);
7251         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7252
7253         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7254             && ! v->ignore
7255             && v->src_reg == biv
7256             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7257           {
7258             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7259               insn = NEXT_INSN (insn);
7260             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7261             return 1;
7262           }
7263         return 0;
7264       }
7265     case LABEL_REF:
7266     case CONST_DOUBLE:
7267     case CONST_INT:
7268     case CONST:
7269       return 0;
7270     default:
7271       break;
7272     }
7273   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7274   retval = 0;
7275   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7276     {
7277       if (fmt[i] == 'e')
7278         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7279
7280       else if (fmt[i] == 'E')
7281         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7282           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7283     }
7284   return retval;
7285 }
7286
7287 /* For each giv that has been combined with another, look if
7288    we can combine it with the most recently used one instead.
7289    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7290    try to derive givs from other givs.  */
7291 static void
7292 recombine_givs (loop, bl, unroll_p)
7293      const struct loop *loop;
7294      struct iv_class *bl;
7295      int unroll_p;
7296 {
7297   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7298   struct recombine_givs_stats *stats;
7299   int giv_count;
7300   int i, rescan;
7301   int ends_need_computing;
7302
7303   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7304     {
7305       if (! v->ignore)
7306         giv_count++;
7307     }
7308   giv_array
7309     = (struct induction **) xmalloc (giv_count * sizeof (struct induction *));
7310   stats = (struct recombine_givs_stats *) xmalloc (giv_count * sizeof *stats);
7311
7312   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7313      the corresponding index into stats.  */
7314   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7315     {
7316       rtx p;
7317
7318       if (v->ignore)
7319         continue;
7320       giv_array[i] = v;
7321       stats[i].giv_number = i;
7322       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7323          the previous insn.  */
7324       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7325         p = PREV_INSN (p);
7326       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7327       i++;
7328     }
7329
7330   qsort (stats, giv_count, sizeof (*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7331
7332   /* Set up the ix field for each giv in stats to name
7333      the corresponding index into stats, and
7334      do the actual most-recently-used recombination.  */
7335   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7336     {
7337       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7338       v->ix = i;
7339       if (v->same)
7340         {
7341           struct induction *old_same = v->same;
7342           rtx new_combine;
7343
7344           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7345              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7346              that could otherwise be eliminated.  */
7347           if (last_giv
7348               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7349                   || ! last_giv->maybe_dead
7350                   || last_giv->combined_with)
7351               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7352             {
7353               old_same->combined_with--;
7354               v->new_reg = new_combine;
7355               v->same = last_giv;
7356               last_giv->combined_with++;
7357               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7358                  already decided what to reduce.  */
7359
7360               if (loop_dump_stream)
7361                 {
7362                   fprintf (loop_dump_stream,
7363                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7364                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7365                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7366                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7367                 }
7368               continue;
7369             }
7370           v = v->same;
7371         }
7372       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7373         continue;
7374       if (! last_giv
7375           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7376           || ! v->maybe_dead
7377           || v->combined_with)
7378         last_giv = v;
7379     }
7380
7381   ends_need_computing = 0;
7382   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7383      lifetime ends from regscan info.  */
7384   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7385     {
7386       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7387       if (v->ignore)
7388         continue;
7389       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7390         {
7391           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7392              givs.  */
7393           rtx p;
7394           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop;)
7395             p = PREV_INSN (p);
7396           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7397           if (p != v->insn)
7398             stats[i].end_luid++;
7399         }
7400       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7401         {
7402           if (v->last_use)
7403             {
7404               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7405               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7406             }
7407           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7408             {
7409               rtx p;
7410               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7411                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7412                  when we see the first set.  But we do know that there will
7413                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7414                  we'll start looking for the last use right away.  */
7415               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7416                 p = PREV_INSN (p);
7417               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7418               stats[i].end_luid = 0;
7419               ends_need_computing++;
7420             }
7421           else
7422             {
7423               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7424               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7425               rtx p = v->insn;
7426
7427               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7428                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7429                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7430                  last use properly.  */
7431               while (count)
7432                 {
7433                   p = prev_nonnote_insn (p);
7434                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7435                     count--;
7436                 }
7437
7438               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7439               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7440                 {
7441                   stats[i].end_luid = -1;
7442                   ends_need_computing++;
7443                 }
7444               else
7445                 {
7446                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7447                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop->end))
7448                     {
7449                       stats[i].end_luid = -1;
7450                       ends_need_computing++;
7451                     }
7452                 }
7453             }
7454         }
7455     }
7456
7457   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7458      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7459   if (ends_need_computing)
7460     {
7461       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7462       rtx p = loop->end;
7463
7464       do
7465         {
7466           if (p == loop->start)
7467             p = loop->end;
7468           p = PREV_INSN (p);
7469           if (! INSN_P (p))
7470             continue;
7471           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7472         }
7473       while (ends_need_computing);
7474     }
7475
7476   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7477      more combinations.  */
7478   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7479     {
7480       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7481       if (v->ignore)
7482         continue;
7483       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7484         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7485     }
7486
7487   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7488   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7489     {
7490       unsigned luid;
7491       int j;
7492
7493       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7494       if (v->ignore)
7495         continue;
7496       if (v->same && ! v->same->ignore)
7497         {
7498           j = v->same->ix;
7499           luid = stats[i].start_luid;
7500           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7501           if (luid - stats[j].start_luid
7502               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7503             stats[j].end_luid = luid;
7504         }
7505     }
7506
7507   qsort (stats, giv_count, sizeof (*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7508
7509   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7510      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7511      pressure.
7512      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7513      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7514      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7515      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7516      index for this giv (unless rescan is already set).
7517      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7518      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7519      LAST_GIV.  */
7520   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7521     {
7522       int life_start = 0, life_end = 0;
7523
7524       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7525         {
7526           rtx sum;
7527
7528           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7529           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7530             continue;
7531           if (! last_giv)
7532             {
7533               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7534                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7535               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7536                 {
7537                   last_giv = v;
7538                   life_start = stats[i].start_luid;
7539                   life_end = stats[i].end_luid;
7540                 }
7541               continue;
7542             }
7543           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7544           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7545                >= (unsigned) life_end - life_start)
7546               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7547                   > (unsigned) life_end - life_start)
7548               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7549                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7550                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7551                   pressure.
7552                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7553               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop->start)
7554                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop->start))
7555               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7556               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7557               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7558               /* We would really like to know if for any giv that v
7559                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7560                  dominates that combined giv.  However, we
7561                  don't have this detailed control flow information.
7562                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7563                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7564                  validity of last_giv.
7565                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7566                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7567                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7568                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7569               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7570               && (sum = express_from (last_giv, v))
7571               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7572                  doesn't take different costs of registers and constants into
7573                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7574               && (rtx_cost (sum, SET)
7575                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7576               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7577                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7578               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7579                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7580                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7581                   || ! unroll_p)
7582               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7583                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7584             {
7585               v->derived_from = last_giv;
7586               life_end = stats[i].end_luid;
7587
7588               if (loop_dump_stream)
7589                 {
7590                   fprintf (loop_dump_stream,
7591                            "giv at %d derived from %d as ",
7592                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7593                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7594                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7595                 }
7596             }
7597           else if (rescan < 0)
7598             rescan = i;
7599         }
7600     }
7601
7602   /* Clean up.  */
7603   free (giv_array);
7604   free (stats);
7605 }
7606 \f
7607 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7608
7609 void
7610 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7611      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7612      rtx m;          /* multiplicative constant */
7613      rtx a;          /* additive constant */
7614      rtx reg;        /* destination register */
7615      rtx insert_before;
7616 {
7617   rtx seq;
7618   rtx result;
7619
7620   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7621   a = copy_rtx (a);
7622   b = copy_rtx (b);
7623
7624   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7625   update_reg_last_use (a, insert_before);
7626   update_reg_last_use (b, insert_before);
7627   update_reg_last_use (m, insert_before);
7628
7629   start_sequence ();
7630   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7631   if (reg != result)
7632     emit_move_insn (reg, result);
7633   seq = gen_sequence ();
7634   end_sequence ();
7635
7636   emit_insn_before (seq, insert_before);
7637
7638   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new
7639      registers.  Iterate over the sequence we just created and
7640      record them all.  */
7641
7642   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7643     {
7644       int i;
7645       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7646         {
7647           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7648           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7649             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7650         }
7651     }
7652   else if (GET_CODE (seq) == SET
7653            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7654     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7655 }
7656 \f
7657 /* Test whether A * B can be computed without
7658    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7659
7660 static int
7661 product_cheap_p (a, b)
7662      rtx a;
7663      rtx b;
7664 {
7665   int i;
7666   rtx tmp;
7667   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7668   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7669   int win = 1;
7670
7671   /* If only one is constant, make it B.  */
7672   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7673     tmp = a, a = b, b = tmp;
7674
7675   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7676   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7677     return 1;
7678
7679   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7680   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7681     return 0;
7682
7683   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7684      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7685      of insns is generated.  */
7686
7687   rtl_obstack = &temp_obstack;
7688   start_sequence ();
7689   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7690   tmp = gen_sequence ();
7691   end_sequence ();
7692
7693   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7694     {
7695       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7696         win = 1;
7697       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7698         win = 0;
7699       else
7700         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7701           {
7702             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7703
7704             if (GET_CODE (insn) != INSN
7705                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7706                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7707                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7708                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7709                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7710               {
7711                 win = 0;
7712                 break;
7713               }
7714           }
7715     }
7716   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7717            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7718     win = 0;
7719   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7720            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7721            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7722     win = 0;
7723
7724   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7725      allocation to its normal obstack.  */
7726   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7727   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7728
7729   return win;
7730 }
7731 \f
7732 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7733    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7734    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7735    to see if the optimization can be performed.
7736    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7737
7738 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7739    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7740    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7741    faster than one that increments from zero.  */
7742
7743 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7744    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7745    final_[bg]iv_value.  */
7746
7747 static int
7748 check_dbra_loop (loop, insn_count)
7749      struct loop *loop;
7750      int insn_count;
7751 {
7752   struct iv_class *bl;
7753   rtx reg;
7754   rtx jump_label;
7755   rtx final_value;
7756   rtx start_value;
7757   rtx new_add_val;
7758   rtx comparison;
7759   rtx before_comparison;
7760   rtx p;
7761   rtx jump;
7762   rtx first_compare;
7763   int compare_and_branch;
7764   rtx loop_start = loop->start;
7765   rtx loop_end = loop->end;
7766   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
7767
7768   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7769      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7770
7771   jump = PREV_INSN (loop_end);
7772   comparison = get_condition_for_loop (loop, jump);
7773   if (comparison == 0)
7774     return 0;
7775   if (!onlyjump_p (jump))
7776     return 0;
7777
7778   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7779      two instructions.  */
7780   get_condition (jump, &first_compare);
7781   if (first_compare == jump)
7782     compare_and_branch = 1;
7783   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7784     compare_and_branch = 2;
7785   else
7786     return 0;
7787
7788   {
7789     /* If more than one condition is present to control the loop, then
7790        do not proceed, as this function does not know how to rewrite
7791        loop tests with more than one condition.
7792
7793        Look backwards from the first insn in the last comparison
7794        sequence and see if we've got another comparison sequence.  */
7795
7796     rtx jump1;
7797     if ((jump1 = prev_nonnote_insn (first_compare)) != loop->cont)
7798       if (GET_CODE (jump1) == JUMP_INSN)
7799         return 0;
7800   }
7801
7802   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7803      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7804      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7805      used between its update and the test insn.  */
7806
7807   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7808     {
7809       if (bl->biv_count == 1
7810           && ! bl->biv->maybe_multiple
7811           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7812           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7813                                    first_compare))
7814         break;
7815     }
7816
7817   if (! bl)
7818     return 0;
7819
7820   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7821      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7822      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7823      m68k DBRA instruction to be used.  */
7824
7825   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7826         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7827         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7828        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7829       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7830       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7831     {
7832       /* Initial value must be greater than 0,
7833          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7834          the last iteration */
7835
7836       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7837           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7838           && (INTVAL (bl->initial_value)
7839               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7840         {
7841           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7842           if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
7843             REG_NOTES (jump)
7844               = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
7845                                    REG_NOTES (jump));
7846           bl->nonneg = 1;
7847
7848           return 1;
7849         }
7850
7851       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7852          the loop, then we can safely optimize.  */
7853       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7854         {
7855           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7856             break;
7857           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7858             continue;
7859
7860           before_comparison = get_condition_for_loop (loop, p);
7861           if (before_comparison
7862               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7863               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7864               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7865               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7866               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7867             {
7868               if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
7869                 REG_NOTES (jump)
7870                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
7871                                        REG_NOTES (jump));
7872               bl->nonneg = 1;
7873
7874               return 1;
7875             }
7876         }
7877     }
7878   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7879            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7880     {
7881       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7882       /* Can do this if:
7883          all registers modified are induction variables or invariant,
7884          all memory references have non-overlapping addresses
7885          (obviously true if only one write)
7886          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7887       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7888          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7889          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7890          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7891          one biv.  */
7892       int num_nonfixed_reads = 0;
7893       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7894       int no_use_except_counting = 0;
7895       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7896          which is reversible.  */
7897       int reversible_mem_store = 1;
7898
7899       if (bl->giv_count == 0 && ! loop->exit_count)
7900         {
7901           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7902
7903           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7904              fall through at the end of the loop, then
7905              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7906           no_use_except_counting = 1;
7907           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7908             if (INSN_P (p))
7909               {
7910                 rtx set = single_set (p);
7911
7912                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7913                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7914                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7915                   ;
7916                 else if ((p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7917                           || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7918                          && reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7919                   {
7920                     /* If either of these insns uses the biv and sets a pseudo
7921                        that has more than one usage, then the biv has uses
7922                        other than counting since it's used to derive a value
7923                        that is used more than one time.  */
7924                     int note_set_pseudo_multiple_uses_retval = 0;
7925                     note_stores (PATTERN (p), note_set_pseudo_multiple_uses,
7926                                  &note_set_pseudo_multiple_uses_retval);
7927                     if (note_set_pseudo_multiple_uses_retval)
7928                       {
7929                         no_use_except_counting = 0;
7930                         break;
7931                       }
7932                   }
7933                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7934                   {
7935                     no_use_except_counting = 0;
7936                     break;
7937                   }
7938               }
7939         }
7940
7941       if (no_use_except_counting)
7942         /* No need to worry about MEMs.  */
7943         ;
7944       else if (num_mem_sets <= 1)
7945         {
7946           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7947             if (INSN_P (p))
7948               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (loop, PATTERN (p));
7949
7950           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7951              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7952              might then have the wrong value at loop exit.
7953              This would work if the source was invariant also, however, in that
7954              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7955
7956           if (num_mem_sets == 1)
7957             {
7958               struct induction *v;
7959
7960               reversible_mem_store
7961                 = (! unknown_address_altered
7962                    && ! unknown_constant_address_altered
7963                    && ! loop_invariant_p (loop,
7964                                           XEXP (XEXP (loop_store_mems, 0),
7965                                                 0)));
7966
7967               /* If the store depends on a register that is set after the
7968                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7969                  reversible.  */
7970               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7971                 {
7972                   if (v->giv_type == DEST_REG
7973                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7974                                           PATTERN (first_loop_store_insn))
7975                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7976                     reversible_mem_store = 0;
7977                 }
7978             }
7979         }
7980       else
7981         return 0;
7982
7983       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7984          the memory address check by only reversing loops with
7985          zero or one memory access.
7986          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7987          and that can't be reversed.
7988          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7989          about all these things.  */
7990
7991       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7992            && ! loop_info->has_call
7993            && ! loop_info->has_volatile
7994            && reversible_mem_store
7995            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7996               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7997            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7998           || no_use_except_counting)
7999         {
8000           rtx tem;
8001
8002           /* Loop can be reversed.  */
8003           if (loop_dump_stream)
8004             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
8005
8006           /* Now check other conditions:
8007
8008              The increment must be a constant, as must the initial value,
8009              and the comparison code must be LT.
8010
8011              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
8012              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
8013              confusing.  */
8014
8015           if (comparison
8016               /* for constants, LE gets turned into LT */
8017               && (GET_CODE (comparison) == LT
8018                   || (GET_CODE (comparison) == LE
8019                       && no_use_except_counting)))
8020             {
8021               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val = 0;
8022               rtx initial_value, comparison_value;
8023               int nonneg = 0;
8024               enum rtx_code cmp_code;
8025               int comparison_const_width;
8026               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
8027
8028               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
8029               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
8030               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
8031                 comparison_const_width
8032                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
8033               else
8034                 comparison_const_width
8035                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
8036               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8037                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
8038               comparison_sign_mask
8039                 = (unsigned HOST_WIDE_INT) 1 << (comparison_const_width - 1);
8040
8041               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
8042                  can not reverse this loop.
8043
8044                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
8045                  a whole compute an invariant result, then we could move
8046                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
8047               if (! loop_invariant_p (loop, comparison_value))
8048                 return 0;
8049
8050               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8051                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
8052               initial_value = bl->initial_value;
8053
8054               /* Normalize the initial value if it is an integer and
8055                  has no other use except as a counter.  This will allow
8056                  a few more loops to be reversed.  */
8057               if (no_use_except_counting
8058                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8059                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8060                 {
8061                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
8062                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
8063                      of add_val in order to do the loop reversal, so
8064                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
8065                      Since comparison_value is constant, we know that the
8066                      current comparison code is LT.  */
8067                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
8068                   comparison_val
8069                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
8070                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
8071                      even if there is an overflow, we might still be able to
8072                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
8073                      NE is possible.  */
8074                   initial_value = const0_rtx;
8075                 }
8076
8077               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
8078               if (initial_value == const0_rtx
8079                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count,
8080                      prefer the NE test, since this will allow that
8081                      instruction to be generated.  Note that we must
8082                      use a vanilla loop reversal if the biv is used to
8083                      calculate a giv or has a non-counting use.  */
8084 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) \
8085 && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
8086                   && (! (add_val == 1 && loop->vtop
8087                          && (bl->biv_count == 0
8088                              || no_use_except_counting)))
8089 #endif
8090                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8091                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
8092                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
8093                         & comparison_sign_mask))
8094                 {
8095                   /* Register will always be nonnegative, with value
8096                      0 on last iteration */
8097                   add_adjust = add_val;
8098                   nonneg = 1;
8099                   cmp_code = GE;
8100                 }
8101               else if (add_val == 1 && loop->vtop
8102                        && (bl->biv_count == 0
8103                            || no_use_except_counting))
8104                 {
8105                   add_adjust = 0;
8106                   cmp_code = NE;
8107                 }
8108               else
8109                 return 0;
8110
8111               if (GET_CODE (comparison) == LE)
8112                 add_adjust -= add_val;
8113
8114               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
8115                  value is not an exact multiple of the increment, then we
8116                  can not reverse this loop.  */
8117               if (initial_value == const0_rtx
8118                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8119                 {
8120                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
8121                     return 0;
8122                 }
8123               else
8124                 {
8125                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
8126                     return 0;
8127                 }
8128
8129               final_value = comparison_value;
8130
8131               /* Reset these in case we normalized the initial value
8132                  and comparison value above.  */
8133               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8134                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8135                 {
8136                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
8137                   final_value
8138                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
8139                 }
8140               bl->initial_value = initial_value;
8141
8142               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
8143               reg = bl->biv->dest_reg;
8144               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
8145               if (jump_label == pc_rtx)
8146                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
8147               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
8148
8149               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
8150                  to generate a SUB.
8151                  Initialize biv to start_value before loop start.
8152                  The old initializing insn will be deleted as a
8153                  dead store by flow.c.  */
8154               if (initial_value == const0_rtx
8155                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8156                 {
8157                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
8158                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
8159                                     loop_start);
8160                 }
8161               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8162                 {
8163                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
8164                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8165                   enum insn_code icode
8166                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8167
8168                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
8169                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
8170                             (comparison_value, mode))
8171                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
8172                             (offset, mode)))
8173                     return 0;
8174                   start_value
8175                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
8176                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8177                                      (reg, comparison_value, offset)),
8178                                     loop_start);
8179                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
8180                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
8181                                                 GEN_INT (add_val));
8182                 }
8183               else if (! add_adjust)
8184                 {
8185                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8186                   enum insn_code icode
8187                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8188                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
8189                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
8190                             (comparison_value, mode))
8191                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
8192                             (initial_value, mode)))
8193                     return 0;
8194                   start_value
8195                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
8196                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8197                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
8198                                     loop_start);
8199                 }
8200               else
8201                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
8202                    better to have a testcase first.  */
8203                 return 0;
8204
8205               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
8206                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8207               start_sequence ();
8208               expand_inc (reg, new_add_val);
8209               tem = gen_sequence ();
8210               end_sequence ();
8211
8212               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8213               delete_insn (bl->biv->insn);
8214
8215               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8216               bl->biv->insn = p;
8217               bl->initial_value = start_value;
8218               bl->biv->add_val = new_add_val;
8219
8220               /* Update loop info.  */
8221               loop_info->initial_value = reg;
8222               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8223               loop_info->final_value = const0_rtx;
8224               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8225               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8226               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8227               loop_info->increment = new_add_val;
8228
8229               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8230                  not delete the label.  */
8231               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8232
8233               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8234                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8235               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8236                   || ! bl->init_insn
8237                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8238                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8239                                  loop_end);
8240
8241               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8242               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8243               if (compare_and_branch == 2)
8244                 delete_insn (first_compare);
8245
8246               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8247               start_sequence ();
8248               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8249                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
8250                                        XEXP (jump_label, 0));
8251               tem = gen_sequence ();
8252               end_sequence ();
8253               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8254
8255               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8256                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8257                    tem = PREV_INSN (tem))
8258                 ;
8259
8260               if (tem)
8261                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8262
8263               if (nonneg)
8264                 {
8265                   if (tem)
8266                     {
8267                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8268                       /* Register is now always nonnegative,
8269                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8270                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, reg,
8271                                                            REG_NOTES (tem));
8272                     }
8273                   bl->nonneg = 1;
8274                 }
8275
8276               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
8277                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
8278                  code).
8279                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
8280                  counting, or it is the only biv in this function.
8281                  However, the code that computes no_use_except_counting does
8282                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
8283                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
8284                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
8285                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
8286                  here.  */
8287               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8288                 if (INSN_P (p))
8289                   {
8290                     rtx *pnote;
8291                     rtx set = single_set (p);
8292                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
8293                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
8294                     if (! set
8295                         || GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
8296                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= reg_iv_type->num_elements
8297                         || REG_IV_TYPE (REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
8298                         || REG_IV_INFO (REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
8299                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
8300                         {
8301                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
8302                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
8303                                                   XEXP (*pnote, 0)))
8304                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
8305                           else
8306                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
8307                         }
8308                   }
8309
8310               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8311                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8312                  will have to be fixed up.  */
8313
8314               bl->reversed = 1;
8315
8316               if (loop_dump_stream)
8317                 {
8318                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
8319                   if (bl->nonneg)
8320                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
8321                   else
8322                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8323                 }
8324
8325               return 1;
8326             }
8327         }
8328     }
8329
8330   return 0;
8331 }
8332 \f
8333 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8334    based on the insns in the loop that refer to it.
8335
8336    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8337
8338    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8339    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8340    start of the loop.  */
8341
8342 static int
8343 maybe_eliminate_biv (loop, bl, eliminate_p, threshold, insn_count)
8344      const struct loop *loop;
8345      struct iv_class *bl;
8346      int eliminate_p;
8347      int threshold, insn_count;
8348 {
8349   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8350   rtx loop_start = loop->start;
8351   rtx loop_end = loop->end;
8352   rtx p;
8353
8354   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8355      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8356
8357   for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8358     {
8359       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8360       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8361
8362       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
8363       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
8364         {
8365           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
8366
8367           if (note)
8368             {
8369               rtx last = XEXP (note, 0);
8370               rtx set = single_set (last);
8371
8372               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
8373                 {
8374                   unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
8375
8376                   if (regno < max_reg_before_loop
8377                       && REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
8378                       && REG_IV_INFO (regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
8379                     p = last;
8380                 }
8381             }
8382         }
8383       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8384           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8385           && ! maybe_eliminate_biv_1 (loop, PATTERN (p), p, bl,
8386                                       eliminate_p, where))
8387         {
8388           if (loop_dump_stream)
8389             fprintf (loop_dump_stream,
8390                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8391                      bl->regno, INSN_UID (p));
8392           break;
8393         }
8394     }
8395
8396   if (p == loop_end)
8397     {
8398       if (loop_dump_stream)
8399         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8400                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8401       return 1;
8402     }
8403
8404   return 0;
8405 }
8406 \f
8407 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8408    Return non-zero if INSN is first.  */
8409
8410 int
8411 loop_insn_first_p (insn, reference)
8412      rtx insn, reference;
8413 {
8414   rtx p, q;
8415
8416   for (p = insn, q = reference;;)
8417     {
8418       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8419          first.  */
8420       if (q == insn || ! p)
8421         return 0;
8422       if (p == reference || ! q)
8423         return 1;
8424
8425       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
8426          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
8427          P is a note.  */
8428       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8429           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
8430           && GET_CODE (p) != NOTE)
8431         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
8432
8433       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
8434           || GET_CODE (p) == NOTE)
8435         p = NEXT_INSN (p);
8436       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8437         q = NEXT_INSN (q);
8438     }
8439 }
8440
8441 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8442    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8443    div derivation is zero.  */
8444 static int
8445 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8446      struct induction *biv, *giv;
8447      rtx insn;
8448 {
8449   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8450      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8451      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8452      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8453   if (giv->auto_inc_opt
8454       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8455            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8456           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8457               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8458     return 0;
8459
8460   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8461      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8462      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8463      bother to make this possible.  */
8464   if (giv->derived_from
8465       && ! (giv->always_executed
8466             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8467             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8468     return 0;
8469   if (giv->same
8470       && giv->same->derived_from
8471       && ! (giv->same->always_executed
8472             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8473             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8474     return 0;
8475
8476   return 1;
8477 }
8478
8479 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8480    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8481
8482    If BIV does not appear in X, return 1.
8483
8484    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8485    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8486    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8487    the loop.  */
8488
8489 static int
8490 maybe_eliminate_biv_1 (loop, x, insn, bl, eliminate_p, where)
8491      const struct loop *loop;
8492      rtx x, insn;
8493      struct iv_class *bl;
8494      int eliminate_p;
8495      rtx where;
8496 {
8497   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8498   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8499   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8500   struct induction *v;
8501   rtx arg, tem;
8502 #ifdef HAVE_cc0
8503   rtx new;
8504 #endif
8505   int arg_operand;
8506   const char *fmt;
8507   int i, j;
8508
8509   switch (code)
8510     {
8511     case REG:
8512       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8513          we can't eliminate it.  */
8514       if (x == reg)
8515         return 0;
8516       return 1;
8517
8518     case SET:
8519       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8520       if (SET_DEST (x) == reg)
8521         return 1;
8522
8523       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8524          it will go away when the giv is reduced.  */
8525       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8526         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8527           return 1;
8528
8529 #ifdef HAVE_cc0
8530       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8531         {
8532           /* Can replace with any giv that was reduced and
8533              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8534              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8535              ??? We disable this optimization to avoid potential
8536              overflows.  */
8537
8538           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8539             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
8540                 && v->add_val == const0_rtx
8541                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8542                 && v->mode == mode
8543                 && 0)
8544               {
8545                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8546                   continue;
8547
8548                 if (! eliminate_p)
8549                   return 1;
8550
8551                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8552                    then reverse the comparison.  */
8553                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8554                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8555                                          const0_rtx, v->new_reg);
8556                 else
8557                   new = v->new_reg;
8558
8559                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8560                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8561                   return 1;
8562               }
8563
8564           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8565              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8566              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8567              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8568              overflow problem.  */
8569
8570           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8571             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8572                 && v->mult_val != const0_rtx
8573                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8574                 && v->mode == mode
8575                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8576                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8577                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8578                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8579                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8580               {
8581                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8582                   continue;
8583
8584                 if (! eliminate_p)
8585                   return 1;
8586
8587                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8588                    then reverse the comparison.  */
8589                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8590                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8591                                          v->new_reg);
8592                 else
8593                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8594                                          copy_rtx (v->add_val));
8595
8596                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8597                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8598                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8599                   return 1;
8600
8601                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8602                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8603                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8604
8605                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8606                                   where);
8607
8608                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8609                    the compare expression.  */
8610                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8611                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8612                   return 1;
8613               }
8614         }
8615 #endif
8616       break;
8617
8618     case COMPARE:
8619     case EQ:  case NE:
8620     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8621     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8622       /* See if either argument is the biv.  */
8623       if (XEXP (x, 0) == reg)
8624         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8625       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8626         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8627       else
8628         break;
8629
8630       if (CONSTANT_P (arg))
8631         {
8632           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8633              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8634              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8635
8636           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8637             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8638                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
8639                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8640                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8641                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8642                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8643                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8644                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8645                 && v->mode == mode)
8646               {
8647                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8648                   continue;
8649
8650                 if (! eliminate_p)
8651                   return 1;
8652
8653                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8654                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand), v->new_reg, 1);
8655
8656                 /* If all constants are actually constant integers and
8657                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8658                    do so.  */
8659                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8660                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8661                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
8662                   {
8663                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8664                                      GEN_INT (INTVAL (arg)
8665                                               * INTVAL (v->mult_val)
8666                                               + INTVAL (v->add_val)), 1);
8667                   }
8668                 else
8669                   {
8670                     /* Otherwise, load it into a register.  */
8671                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8672                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8673                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8674                   }
8675                 if (apply_change_group ())
8676                   return 1;
8677               }
8678
8679           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8680              Insert insns to calculate new compare value.
8681              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8682
8683           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8684             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8685                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
8686                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8687                 && v->mode == mode
8688                 && 0)
8689               {
8690                 rtx tem;
8691
8692                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8693                   continue;
8694
8695                 if (! eliminate_p)
8696                   return 1;
8697
8698                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8699
8700                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8701                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8702                                  v->new_reg, 1);
8703
8704                 /* Compute value to compare against.  */
8705                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8706                 /* Use it in this insn.  */
8707                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8708                 if (apply_change_group ())
8709                   return 1;
8710               }
8711         }
8712       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8713         {
8714           if (loop_invariant_p (loop, arg) == 1)
8715             {
8716               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8717                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8718                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8719
8720               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8721                 if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
8722                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8723                     && v->mode == mode
8724                     && 0)
8725                   {
8726                     rtx tem;
8727
8728                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8729                       continue;
8730
8731                     if (! eliminate_p)
8732                       return 1;
8733
8734                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8735
8736                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8737                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8738                                      v->new_reg, 1);
8739
8740                     /* Compute value to compare against.  */
8741                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8742                                       tem, where);
8743                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8744                     if (apply_change_group ())
8745                       return 1;
8746                   }
8747             }
8748
8749           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8750              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8751              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8752              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8753              but that can generate poor code.
8754
8755              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8756              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8757              we might have to do a topological sort of the order in which
8758              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8759              this sort of thing now.  */
8760
8761 #if 0
8762           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8763           if (GET_CODE (arg) != REG
8764               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8765             return 0;
8766
8767           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8768              with identical coefficients.  */
8769           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8770             {
8771               struct induction *tv;
8772
8773               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8774                 continue;
8775
8776               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8777                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8778                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8779                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8780                     && tv->mode == mode)
8781                   {
8782                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8783                       continue;
8784
8785                     if (! eliminate_p)
8786                       return 1;
8787
8788                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8789                     XEXP (x, 1 - arg_operand) = v->new_reg;
8790                     /* Replace other operand with the other giv's
8791                        reduced reg.  */
8792                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8793                     return 1;
8794                   }
8795             }
8796 #endif
8797         }
8798
8799       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8800       return 0;
8801
8802     case MEM:
8803       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8804          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8805       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8806         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8807           return 1;
8808       break;
8809
8810     default:
8811       break;
8812     }
8813
8814   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8815   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8816   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8817     {
8818       switch (fmt[i])
8819         {
8820         case 'e':
8821           if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XEXP (x, i), insn, bl,
8822                                        eliminate_p, where))
8823             return 0;
8824           break;
8825
8826         case 'E':
8827           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8828             if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8829                                          eliminate_p, where))
8830               return 0;
8831           break;
8832         }
8833     }
8834
8835   return 1;
8836 }
8837 \f
8838 /* Return nonzero if the last use of REG
8839    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8840
8841 static int
8842 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8843      rtx reg;
8844      rtx insn;
8845 {
8846   rtx n;
8847   for (n = insn;
8848        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8849        n = NEXT_INSN (n))
8850     {
8851       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8852         return 1;
8853     }
8854   return 0;
8855 }
8856 \f
8857 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8858    just record the location of the set and process it later.  */
8859
8860 static void
8861 record_initial (dest, set, data)
8862      rtx dest;
8863      rtx set;
8864      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
8865 {
8866   struct iv_class *bl;
8867
8868   if (GET_CODE (dest) != REG
8869       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8870       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8871     return;
8872
8873   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8874
8875   /* If this is the first set found, record it.  */
8876   if (bl->init_insn == 0)
8877     {
8878       bl->init_insn = note_insn;
8879       bl->init_set = set;
8880     }
8881 }
8882 \f
8883 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8884    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8885    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8886    use it.  */
8887
8888 static void
8889 update_reg_last_use (x, insn)
8890      rtx x;
8891      rtx insn;
8892 {
8893   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8894      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8895      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8896      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8897   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8898       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8899       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8900     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8901   else
8902     {
8903       register int i, j;
8904       register const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8905       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8906         {
8907           if (fmt[i] == 'e')
8908             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8909           else if (fmt[i] == 'E')
8910             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8911               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8912         }
8913     }
8914 }
8915 \f
8916 /* Given an insn INSN and condition COND, return the condition in a
8917    canonical form to simplify testing by callers.  Specifically:
8918
8919    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8920    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8921    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8922    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8923        for GE, GEU, and LEU.
8924
8925    If the condition cannot be understood, or is an inequality floating-point
8926    comparison which needs to be reversed, 0 will be returned.
8927
8928    If REVERSE is non-zero, then reverse the condition prior to canonizing it.
8929
8930    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8931    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8932    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8933    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8934
8935    If WANT_REG is non-zero, we wish the condition to be relative to that
8936    register, if possible.  Therefore, do not canonicalize the condition
8937    further.  */
8938
8939 rtx
8940 canonicalize_condition (insn, cond, reverse, earliest, want_reg)
8941      rtx insn;
8942      rtx cond;
8943      int reverse;
8944      rtx *earliest;
8945      rtx want_reg;
8946 {
8947   enum rtx_code code;
8948   rtx prev = insn;
8949   rtx set;
8950   rtx tem;
8951   rtx op0, op1;
8952   int reverse_code = 0;
8953   int did_reverse_condition = 0;
8954   enum machine_mode mode;
8955
8956   code = GET_CODE (cond);
8957   mode = GET_MODE (cond);
8958   op0 = XEXP (cond, 0);
8959   op1 = XEXP (cond, 1);
8960
8961   if (reverse)
8962     {
8963       code = reverse_condition (code);
8964       did_reverse_condition ^= 1;
8965     }
8966
8967   if (earliest)
8968     *earliest = insn;
8969
8970   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8971      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8972      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8973      in cse.c  */
8974
8975   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<'
8976          && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0))
8977          && op0 != want_reg)
8978     {
8979       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8980       rtx x = 0;
8981
8982 #ifdef HAVE_cc0
8983       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8984          insn.  */
8985       if (op0 == cc0_rtx)
8986         {
8987           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8988               || GET_CODE (prev) != INSN
8989               || (set = single_set (prev)) == 0
8990               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8991             return 0;
8992
8993           op0 = SET_SRC (set);
8994           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8995           if (earliest)
8996             *earliest = prev;
8997         }
8998 #endif
8999
9000       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
9001       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
9002         {
9003           op1 = XEXP (op0, 1);
9004           op0 = XEXP (op0, 0);
9005           continue;
9006         }
9007       else if (GET_CODE (op0) != REG)
9008         break;
9009
9010       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
9011          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
9012          we don't want to bother dealing with it.  */
9013
9014       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
9015           || GET_CODE (prev) != INSN
9016           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
9017           || (set = single_set (prev)) == 0)
9018         break;
9019
9020       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
9021          relevant.  */
9022       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
9023         {
9024           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
9025
9026           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
9027              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
9028              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
9029              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
9030              actually artificial, simply to prevent the combination, but
9031              should not affect other platforms.
9032
9033              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
9034              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
9035              modeless comparisons inside branch patterns.
9036
9037              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
9038              in simplify_comparison in combine.  */
9039
9040           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
9041                || (((code == NE
9042                      || (code == LT
9043                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
9044                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
9045                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9046                          && (STORE_FLAG_VALUE
9047                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9048                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9049 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9050                      || (code == LT
9051                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9052                          && (REAL_VALUE_NEGATIVE
9053                              (FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode))))
9054 #endif
9055                      ))
9056                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
9057               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9058                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9059                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9060             x = SET_SRC (set);
9061           else if (((code == EQ
9062                      || (code == GE
9063                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
9064                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9065                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
9066                          && (STORE_FLAG_VALUE
9067                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9068                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9069 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9070                      || (code == GE
9071                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9072                          && (REAL_VALUE_NEGATIVE
9073                              (FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode))))
9074 #endif
9075                      ))
9076                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
9077                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9078                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9079                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9080
9081             {
9082               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
9083                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
9084                  have had to reverse the condition.  */
9085               did_reverse_condition ^= 1;
9086               reverse_code = 1;
9087               x = SET_SRC (set);
9088             }
9089           else
9090             break;
9091         }
9092
9093       else if (reg_set_p (op0, prev))
9094         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
9095         break;
9096
9097       if (x)
9098         {
9099           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
9100             code = GET_CODE (x);
9101           if (reverse_code)
9102             {
9103               code = reverse_condition (code);
9104               if (code == UNKNOWN)
9105                 return 0;
9106               did_reverse_condition ^= 1;
9107               reverse_code = 0;
9108             }
9109
9110           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
9111           if (earliest)
9112             *earliest = prev;
9113         }
9114     }
9115
9116   /* If constant is first, put it last.  */
9117   if (CONSTANT_P (op0))
9118     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
9119
9120   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
9121      was really being compared, so fail.  */
9122   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
9123     return 0;
9124
9125   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
9126      if we can do computations in the relevant mode and we do not
9127      overflow.  */
9128
9129   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
9130       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
9131       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9132     {
9133       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
9134       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
9135       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
9136         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
9137
9138       switch (code)
9139         {
9140         case LE:
9141           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
9142             code = LT, op1 = GEN_INT (const_val + 1);
9143           break;
9144
9145         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
9146            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
9147         case GE:
9148           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
9149               != (((HOST_WIDE_INT) 1
9150                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
9151             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
9152           break;
9153
9154         case LEU:
9155           if (uconst_val < max_val)
9156             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
9157           break;
9158
9159         case GEU:
9160           if (uconst_val != 0)
9161             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
9162           break;
9163
9164         default:
9165           break;
9166         }
9167     }
9168
9169   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
9170      EQ or NE or (UN)ORDERED, return zero.  */
9171   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
9172       && did_reverse_condition
9173       && code != NE && code != EQ && code != UNORDERED && code != ORDERED
9174       && ! flag_fast_math
9175       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
9176     return 0;
9177
9178 #ifdef HAVE_cc0
9179   /* Never return CC0; return zero instead.  */
9180   if (op0 == cc0_rtx)
9181     return 0;
9182 #endif
9183
9184   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
9185 }
9186
9187 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
9188    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
9189    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
9190    be returned.
9191
9192    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
9193    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
9194    of the condition is desired, it should be placed in front of that
9195    insn and we will be sure that the inputs are still valid.  */
9196
9197 rtx
9198 get_condition (jump, earliest)
9199      rtx jump;
9200      rtx *earliest;
9201 {
9202   rtx cond;
9203   int reverse;
9204   rtx set;
9205
9206   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
9207   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
9208       || ! any_condjump_p (jump))
9209     return 0;
9210   set = pc_set (jump);
9211
9212   cond = XEXP (SET_SRC (set), 0);
9213
9214   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
9215      the condition.  */
9216   reverse
9217     = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (set), 2)) == LABEL_REF
9218       && XEXP (XEXP (SET_SRC (set), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump);
9219
9220   return canonicalize_condition (jump, cond, reverse, earliest, NULL_RTX);
9221 }
9222
9223 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
9224    unless both operands are invariants.  */
9225
9226 rtx
9227 get_condition_for_loop (loop, x)
9228      const struct loop *loop;
9229      rtx x;
9230 {
9231   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
9232
9233   if (comparison == 0
9234       || ! loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 0))
9235       || loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 1)))
9236     return comparison;
9237
9238   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
9239                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
9240 }
9241
9242 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9243
9244    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9245    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9246 static int
9247 indirect_jump_in_function_p (start)
9248      rtx start;
9249 {
9250   rtx insn;
9251
9252   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9253     if (computed_jump_p (insn))
9254       return 1;
9255
9256   return 0;
9257 }
9258
9259 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9260    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9261    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9262
9263 static int
9264 insert_loop_mem (mem, data)
9265      rtx *mem;
9266      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9267 {
9268   int i;
9269   rtx m = *mem;
9270
9271   if (m == NULL_RTX)
9272     return 0;
9273
9274   switch (GET_CODE (m))
9275     {
9276     case MEM:
9277       break;
9278
9279     case CLOBBER:
9280       /* We're not interested in MEMs that are only clobbered.  */
9281       return -1;
9282
9283     case CONST_DOUBLE:
9284       /* We're not interested in the MEM associated with a
9285          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9286       return -1;
9287
9288     case EXPR_LIST:
9289       /* We're not interested in any MEMs that only appear in notes.  */
9290       return -1;
9291
9292     default:
9293       /* This is not a MEM.  */
9294       return 0;
9295     }
9296
9297   /* See if we've already seen this MEM.  */
9298   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9299     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem))
9300       {
9301         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9302           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9303              this happens, something tricky is going on, and we just
9304              don't optimize accesses to this MEM.  */
9305           loop_mems[i].optimize = 0;
9306
9307         return 0;
9308       }
9309
9310   /* Resize the array, if necessary.  */
9311   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated)
9312     {
9313       if (loop_mems_allocated != 0)
9314         loop_mems_allocated *= 2;
9315       else
9316         loop_mems_allocated = 32;
9317
9318       loop_mems = (loop_mem_info*)
9319         xrealloc (loop_mems,
9320                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
9321     }
9322
9323   /* Actually insert the MEM.  */
9324   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9325   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9326      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9327      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9328      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9329   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9330   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9331   ++loop_mems_idx;
9332
9333   return 0;
9334 }
9335
9336 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9337    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9338    values after load_mems.  */
9339
9340 static void
9341 load_mems_and_recount_loop_regs_set (loop, insn_count)
9342      const struct loop *loop;
9343      int *insn_count;
9344 {
9345   int nregs = max_reg_num ();
9346
9347   load_mems (loop);
9348
9349   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9350      created new registers.  */
9351   if (max_reg_num () > nregs)
9352     {
9353       int i;
9354       int old_nregs;
9355
9356       old_nregs = nregs;
9357       nregs = max_reg_num ();
9358
9359       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9360         {
9361           /* Grow all the arrays.  */
9362           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9363           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9364           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9365           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9366         }
9367       /* Clear the arrays */
9368       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9369       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9370       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9371
9372       count_loop_regs_set (loop->top ? loop->top : loop->start, loop->end,
9373                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9374                            insn_count, nregs);
9375
9376       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9377         {
9378           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9379           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9380         }
9381
9382 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9383       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9384          create CCmode register copies.  */
9385       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9386         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9387           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9388 #endif
9389
9390       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9391       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9392              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9393              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9394     }
9395 }
9396
9397 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  */
9398
9399 static void
9400 load_mems (loop)
9401      const struct loop *loop;
9402 {
9403   int maybe_never = 0;
9404   int i;
9405   rtx p;
9406   rtx label = NULL_RTX;
9407   rtx end_label = NULL_RTX;
9408   /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9409   int next_maybe_never = 0;
9410   int last_max_reg = max_reg_num ();
9411
9412   if (loop_mems_idx == 0)
9413     return;
9414
9415   /* Find start of the extended basic block that enters the loop.  */
9416   for (p = loop->start;
9417        PREV_INSN (p) && GET_CODE (p) != CODE_LABEL;
9418        p = PREV_INSN (p))
9419     ;
9420
9421   cselib_init ();
9422
9423   /* Build table of mems that get set to constant values before the
9424      loop.  */
9425   for (; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
9426     cselib_process_insn (p);
9427
9428   /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9429      loop are never executed.  */
9430   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
9431        p != NULL_RTX && ! maybe_never;
9432        p = next_insn_in_loop (loop, p))
9433     {
9434       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9435         maybe_never = 1;
9436       else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9437                /* If we enter the loop in the middle, and scan
9438                   around to the beginning, don't set maybe_never
9439                   for that.  This must be an unconditional jump,
9440                   otherwise the code at the top of the loop might
9441                   never be executed.  Unconditional jumps are
9442                   followed a by barrier then loop end.  */
9443                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9444                      && JUMP_LABEL (p) == loop->top
9445                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
9446                      && any_uncondjump_p (p)))
9447         {
9448           if (!any_condjump_p (p))
9449             /* Something complicated.  */
9450             maybe_never = 1;
9451           else
9452             /* If there are any more instructions in the loop, they
9453                might not be reached.  */
9454             next_maybe_never = 1;
9455         }
9456       else if (next_maybe_never)
9457         maybe_never = 1;
9458     }
9459
9460   /* Actually move the MEMs.  */
9461   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9462     {
9463       regset_head load_copies;
9464       regset_head store_copies;
9465       int written = 0;
9466       rtx reg;
9467       rtx mem = loop_mems[i].mem;
9468       rtx mem_list_entry;
9469
9470       if (MEM_VOLATILE_P (mem)
9471           || loop_invariant_p (loop, XEXP (mem, 0)) != 1)
9472         /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9473         loop_mems[i].optimize = 0;
9474
9475       /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9476          one is aliased by one of them.  */
9477       mem_list_entry = loop_store_mems;
9478       while (mem_list_entry)
9479         {
9480           if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9481             written = 1;
9482           else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9483                                     mem, rtx_varies_p))
9484             {
9485               /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9486               loop_mems[i].optimize = 0;
9487               break;
9488             }
9489           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9490         }
9491
9492       if (flag_float_store && written
9493           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (mem)) == MODE_FLOAT)
9494         loop_mems[i].optimize = 0;
9495
9496       /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9497          are no reads from another MEM that aliases this one.  */
9498       if (loop_mems[i].optimize && written)
9499         {
9500           int j;
9501
9502           for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9503             {
9504               if (j == i)
9505                 continue;
9506               else if (true_dependence (mem,
9507                                         VOIDmode,
9508                                         loop_mems[j].mem,
9509                                         rtx_varies_p))
9510                 {
9511                   /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9512                      the loop because writes to it might not be
9513                      seen by reads from loop_mems[j].  */
9514                   loop_mems[i].optimize = 0;
9515                   break;
9516                 }
9517             }
9518         }
9519
9520       if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9521         /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9522            cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9523         loop_mems[i].optimize = 0;
9524
9525       if (!loop_mems[i].optimize)
9526         /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9527            loop, but later discovered that we could not.  */
9528         continue;
9529
9530       INIT_REG_SET (&load_copies);
9531       INIT_REG_SET (&store_copies);
9532
9533       /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9534          order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9535          out of the loop just because this REG is neither a
9536          user-variable nor used in the loop test.  */
9537       reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9538       REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9539       loop_mems[i].reg = reg;
9540
9541       /* Now, replace all references to the MEM with the
9542          corresponding pesudos.  */
9543       maybe_never = 0;
9544       for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
9545            p != NULL_RTX;
9546            p = next_insn_in_loop (loop, p))
9547         {
9548           rtx_and_int ri;
9549
9550           if (INSN_P (p))
9551             {
9552               rtx set;
9553
9554               set = single_set (p);
9555
9556               /* See if this copies the mem into a register that isn't
9557                  modified afterwards.  We'll try to do copy propagation
9558                  a little further on.  */
9559               if (set
9560                   /* @@@ This test is _way_ too conservative.  */
9561                   && ! maybe_never
9562                   && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
9563                   && REGNO (SET_DEST (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
9564                   && REGNO (SET_DEST (set)) < last_max_reg
9565                   && VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (SET_DEST (set))) == 1
9566                   && rtx_equal_p (SET_SRC (set), mem))
9567                 SET_REGNO_REG_SET (&load_copies, REGNO (SET_DEST (set)));
9568
9569               /* See if this copies the mem from a register that isn't
9570                  modified afterwards.  We'll try to remove the
9571                  redundant copy later on by doing a little register
9572                  renaming and copy propagation.   This will help
9573                  to untangle things for the BIV detection code.  */
9574               if (set
9575                   && ! maybe_never
9576                   && GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
9577                   && REGNO (SET_SRC (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
9578                   && REGNO (SET_SRC (set)) < last_max_reg
9579                   && VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (SET_SRC (set))) == 1
9580                   && rtx_equal_p (SET_DEST (set), mem))
9581                 SET_REGNO_REG_SET (&store_copies, REGNO (SET_SRC (set)));
9582               
9583               /* Replace the memory reference with the shadow register.  */
9584               ri.r = p;
9585               ri.i = i;
9586               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9587             }
9588
9589           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL
9590               || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
9591             maybe_never = 1;
9592         }
9593
9594       if (! apply_change_group ())
9595         /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9596         loop_mems[i].optimize = 0;
9597       else
9598         {
9599           /* Load the memory immediately before LOOP->START, which is
9600              the NOTE_LOOP_BEG.  */
9601           cselib_val *e = cselib_lookup (mem, VOIDmode, 0);
9602           rtx set;
9603           rtx best = mem;
9604           int j;
9605           struct elt_loc_list *const_equiv = 0;
9606
9607           if (e)
9608             {
9609               struct elt_loc_list *equiv;
9610               struct elt_loc_list *best_equiv = 0;
9611               for (equiv = e->locs; equiv; equiv = equiv->next)
9612                 {
9613                   if (CONSTANT_P (equiv->loc))
9614                     const_equiv = equiv;
9615                   else if (GET_CODE (equiv->loc) == REG
9616                            /* Extending hard register lifetimes cuases crash
9617                               on SRC targets.  Doing so on non-SRC is
9618                               probably also not good idea, since we most
9619                               probably have pseudoregister equivalence as
9620                               well.  */
9621                            && REGNO (equiv->loc) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
9622                     best_equiv = equiv;
9623                 }
9624               /* Use the constant equivalence if that is cheap enough.  */
9625               if (! best_equiv)
9626                 best_equiv = const_equiv;
9627               else if (const_equiv
9628                        && (rtx_cost (const_equiv->loc, SET)
9629                            <= rtx_cost (best_equiv->loc, SET)))
9630                 {
9631                   best_equiv = const_equiv;
9632                   const_equiv = 0;
9633                 }
9634
9635               /* If best_equiv is nonzero, we know that MEM is set to a
9636                  constant or register before the loop.  We will use this
9637                  knowledge to initialize the shadow register with that
9638                  constant or reg rather than by loading from MEM.  */
9639               if (best_equiv)
9640                 best = copy_rtx (best_equiv->loc);
9641             }
9642           set = gen_move_insn (reg, best);
9643           set = emit_insn_before (set, loop->start);
9644           if (const_equiv)
9645             REG_NOTES (set) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUAL,
9646                                                  copy_rtx (const_equiv->loc),
9647                                                  REG_NOTES (set));
9648
9649           if (written)
9650             {
9651               if (label == NULL_RTX)
9652                 {
9653                   /* We must compute the former
9654                      right-after-the-end label before we insert
9655                      the new one.  */
9656                   end_label = next_label (loop->end);
9657                   label = gen_label_rtx ();
9658                   emit_label_after (label, loop->end);
9659                 }
9660
9661               /* Store the memory immediately after END, which is
9662                  the NOTE_LOOP_END.  */
9663               set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9664               emit_insn_after (set, label);
9665             }
9666
9667           if (loop_dump_stream)
9668             {
9669               fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9670                        REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9671               print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9672               fputc ('\n', loop_dump_stream);
9673             }
9674
9675           /* Attempt a bit of copy propagation.  This helps untangle the
9676              data flow, and enables {basic,general}_induction_var to find
9677              more bivs/givs.  */
9678           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
9679             (&load_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j,
9680              {
9681                try_copy_prop (loop, reg, j);
9682              });
9683           CLEAR_REG_SET (&load_copies);
9684
9685           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
9686             (&store_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j,
9687              {
9688                try_swap_copy_prop (loop, reg, j);
9689              });
9690           CLEAR_REG_SET (&store_copies);
9691         }
9692     }
9693
9694   if (label != NULL_RTX)
9695     {
9696       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9697          label with the new one.  */
9698       rtx_pair rr;
9699       rr.r1 = end_label;
9700       rr.r2 = label;
9701
9702       for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
9703         {
9704           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9705
9706           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9707              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9708              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9709              because the immediately following unroll pass will use it.
9710              replace_label would not work anyways, because that only handles
9711              LABEL_REFs.  */
9712           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9713             JUMP_LABEL (p) = label;
9714         }
9715     }
9716
9717   cselib_finish ();
9718 }
9719
9720 /* For communication between note_reg_stored and its caller.  */
9721 struct note_reg_stored_arg
9722 {
9723   int set_seen;
9724   rtx reg;
9725 };
9726
9727 /* Called via note_stores, record in SET_SEEN whether X, which is written,
9728    is equal to ARG.  */
9729 static void
9730 note_reg_stored (x, setter, arg)
9731      rtx x, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
9732      void *arg;
9733 {
9734   struct note_reg_stored_arg *t = (struct note_reg_stored_arg *) arg;
9735   if (t->reg == x)
9736     t->set_seen = 1;
9737 }
9738
9739 /* Try to replace every occurrence of pseudo REGNO with REPLACEMENT.
9740    There must be exactly one insn that sets this pseudo; it will be
9741    deleted if all replacements succeed and we can prove that the register
9742    is not used after the loop.  */
9743
9744 static void
9745 try_copy_prop (loop, replacement, regno)
9746      const struct loop *loop;
9747      rtx replacement;
9748      unsigned int regno;
9749 {
9750   /* This is the reg that we are copying from.  */
9751   rtx reg_rtx = regno_reg_rtx[regno];
9752   rtx init_insn = 0;
9753   rtx insn;
9754   /* These help keep track of whether we replaced all uses of the reg.  */
9755   int replaced_last = 0;
9756   int store_is_first = 0;
9757
9758   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
9759        insn != NULL_RTX;
9760        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
9761     {
9762       rtx set;
9763
9764       /* Only substitute within one extended basic block from the initializing
9765          insn.  */
9766       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && init_insn)
9767         break;
9768
9769       if (! INSN_P (insn))
9770         continue;
9771
9772       /* Is this the initializing insn?  */
9773       set = single_set (insn);
9774       if (set
9775           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
9776           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
9777         {
9778           if (init_insn)
9779             abort ();
9780
9781           init_insn = insn;
9782           if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
9783             store_is_first = 1;
9784         }
9785
9786       /* Only substitute after seeing the initializing insn.  */
9787       if (init_insn && insn != init_insn)
9788         {
9789           struct note_reg_stored_arg arg;
9790           rtx array[3];
9791           array[0] = reg_rtx;
9792           array[1] = replacement;
9793           array[2] = insn;
9794
9795           for_each_rtx (&insn, replace_loop_reg, array);
9796           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
9797             replaced_last = 1;
9798
9799           /* Stop replacing when REPLACEMENT is modified.  */
9800           arg.reg = replacement;
9801           arg.set_seen = 0;
9802           note_stores (PATTERN (insn), note_reg_stored, &arg);
9803           if (arg.set_seen)
9804             break;
9805         }
9806     }
9807   if (! init_insn)
9808     abort ();
9809   if (apply_change_group ())
9810     {
9811       if (loop_dump_stream)
9812         fprintf (loop_dump_stream, "  Replaced reg %d", regno);
9813       if (store_is_first && replaced_last)
9814         {
9815           PUT_CODE (init_insn, NOTE);
9816           NOTE_LINE_NUMBER (init_insn) = NOTE_INSN_DELETED;
9817           if (loop_dump_stream)
9818             fprintf (loop_dump_stream, ", deleting init_insn (%d)",
9819                      INSN_UID (init_insn));
9820         }
9821       if (loop_dump_stream)
9822         fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
9823     }
9824 }
9825
9826
9827 /* Try to replace occurrences of pseudo REGNO with REPLACEMENT within
9828    loop LOOP if the order of the sets of these registers can be
9829    swapped.  There must be exactly one insn within the loop that sets
9830    this pseudo followed immediately by a move insn that sets
9831    REPLACEMENT with REGNO.  */
9832 static void
9833 try_swap_copy_prop (loop, replacement, regno)
9834      const struct loop *loop;
9835      rtx replacement;
9836      unsigned int regno;
9837 {
9838   rtx insn;
9839   rtx set;
9840   unsigned int new_regno;
9841
9842   new_regno = REGNO (replacement);
9843
9844   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
9845        insn != NULL_RTX;
9846        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
9847     {
9848       /* Search for the insn that copies REGNO to NEW_REGNO?  */
9849       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i'
9850           && (set = single_set (insn))
9851           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
9852           && REGNO (SET_DEST (set)) == new_regno
9853           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
9854           && REGNO (SET_SRC (set)) == regno)
9855         break;
9856     }
9857
9858   if (insn != NULL_RTX)
9859     {
9860       rtx prev_insn;
9861       rtx prev_set;
9862       
9863       /* Some DEF-USE info would come in handy here to make this
9864          function more general.  For now, just check the previous insn
9865          which is the most likely candidate for setting REGNO.  */
9866       
9867       prev_insn = PREV_INSN (insn);
9868       
9869       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i'
9870           && (prev_set = single_set (prev_insn))
9871           && GET_CODE (SET_DEST (prev_set)) == REG
9872           && REGNO (SET_DEST (prev_set)) == regno)
9873         {
9874           /* We have:
9875              (set (reg regno) (expr))
9876              (set (reg new_regno) (reg regno))
9877              
9878              so try converting this to:
9879              (set (reg new_regno) (expr))
9880              (set (reg regno) (reg new_regno))
9881
9882              The former construct is often generated when a global
9883              variable used for an induction variable is shadowed by a
9884              register (NEW_REGNO).  The latter construct improves the
9885              chances of GIV replacement and BIV elimination.  */
9886
9887           validate_change (prev_insn, &SET_DEST (prev_set),
9888                            replacement, 1);
9889           validate_change (insn, &SET_DEST (set),
9890                            SET_SRC (set), 1);
9891           validate_change (insn, &SET_SRC (set),
9892                            replacement, 1);
9893
9894           if (apply_change_group ())
9895             {
9896               if (loop_dump_stream)
9897                 fprintf (loop_dump_stream, 
9898                          "  Swapped set of reg %d at %d with reg %d at %d.\n", 
9899                          regno, INSN_UID (insn), 
9900                          new_regno, INSN_UID (prev_insn));
9901
9902               /* Update first use of REGNO.  */
9903               if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (prev_insn))
9904                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (insn);
9905
9906               /* Now perform copy propagation to hopefully
9907                  remove all uses of REGNO within the loop.  */
9908               try_copy_prop (loop, replacement, regno);
9909             }
9910         }
9911     }
9912 }
9913
9914
9915 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9916    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9917    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9918    and the MEM we are currently replacing.  */
9919
9920 static int
9921 replace_loop_mem (mem, data)
9922      rtx *mem;
9923      void *data;
9924 {
9925   rtx_and_int *ri;
9926   rtx insn;
9927   int i;
9928   rtx m = *mem;
9929
9930   if (m == NULL_RTX)
9931     return 0;
9932
9933   switch (GET_CODE (m))
9934     {
9935     case MEM:
9936       break;
9937
9938     case CONST_DOUBLE:
9939       /* We're not interested in the MEM associated with a
9940          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9941       return -1;
9942
9943     default:
9944       /* This is not a MEM.  */
9945       return 0;
9946     }
9947
9948   ri = (rtx_and_int *) data;
9949   i = ri->i;
9950
9951   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9952     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9953     return 0;
9954
9955   insn = ri->r;
9956
9957   /* Actually replace the MEM.  */
9958   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9959
9960   return 0;
9961 }
9962
9963 /* Replace one register with another.  Called through for_each_rtx; PX points
9964    to the rtx being scanned.  DATA is actually an array of three rtx's; the
9965    first one is the one to be replaced, and the second one the replacement.
9966    The third one is the current insn.  */
9967
9968 static int
9969 replace_loop_reg (px, data)
9970      rtx *px;
9971      void *data;
9972 {
9973   rtx x = *px;
9974   rtx *array = (rtx *) data;
9975
9976   if (x == NULL_RTX)
9977     return 0;
9978
9979   if (x == array[0])
9980     validate_change (array[2], px, array[1], 1);
9981
9982   return 0;
9983 }
9984
9985 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9986    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9987    respectively.  */
9988
9989 static int
9990 replace_label (x, data)
9991      rtx *x;
9992      void *data;
9993 {
9994   rtx l = *x;
9995   rtx old_label = ((rtx_pair *) data)->r1;
9996   rtx new_label = ((rtx_pair *) data)->r2;
9997
9998   if (l == NULL_RTX)
9999     return 0;
10000
10001   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
10002     return 0;
10003
10004   if (XEXP (l, 0) != old_label)
10005     return 0;
10006
10007   XEXP (l, 0) = new_label;
10008   ++LABEL_NUSES (new_label);
10009   --LABEL_NUSES (old_label);
10010
10011   return 0;
10012 }