OSDN Git Service

* loop.c (express_from_1): Fix call of simplify_gen_binary.
[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
23 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
24    It finds invariant computations within loops and moves them
25    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and 
26    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
27    induction variables, and induction variable elimination is applied to
28    the basic induction variables.
29
30    It also finds cases where
31    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
32    and changes these to zero the entire register once before the loop
33    and merely copy the low part within the loop.
34
35    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
36    while to do these things.  */
37
38 #include "config.h"
39 #include "system.h"
40 #include "rtl.h"
41 #include "tm_p.h"
42 #include "obstack.h"
43 #include "function.h"
44 #include "expr.h"
45 #include "hard-reg-set.h"
46 #include "basic-block.h"
47 #include "insn-config.h"
48 #include "insn-flags.h"
49 #include "regs.h"
50 #include "recog.h"
51 #include "flags.h"
52 #include "real.h"
53 #include "loop.h"
54 #include "cselib.h"
55 #include "except.h"
56 #include "toplev.h"
57
58 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
59    The luids are like uids but increase monotonically always.
60    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
61
62 int *uid_luid;
63
64 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
65    number the insn is contained in.  */
66
67 struct loop **uid_loop;
68
69 /* 1 + largest uid of any insn.  */
70
71 int max_uid_for_loop;
72
73 /* 1 + luid of last insn.  */
74
75 static int max_luid;
76
77 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
78    next few tables.  */
79
80 static int max_loop_num;
81
82 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
83    is set during the loop being scanned.
84    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
85    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
86    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
87    not known equal to a constant.
88    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
89    while the failed candidates have the original number of times set.
90
91    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
92    < 0 a conditionally invariant one.  */
93
94 static varray_type set_in_loop;
95
96 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
97    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
98    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
99
100 static varray_type n_times_set;
101
102 /* Index by register number, 1 indicates that the register
103    cannot be moved or strength reduced.  */
104
105 static varray_type may_not_optimize;
106
107 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
108    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
109
110 static varray_type reg_single_usage;
111
112 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
113    This reduces the desire to move it out of another.  */
114
115 static char *moved_once;
116
117 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
118
119 static rtx loop_store_mems;
120
121 /* The insn where the first of these was found.  */
122 static rtx first_loop_store_insn;
123
124 typedef struct loop_mem_info {
125   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
126   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
127   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
128 } loop_mem_info;
129
130 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
131    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
132    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
133    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
134
135 static loop_mem_info *loop_mems;
136
137 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
138
139 static int loop_mems_idx;
140
141 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
142
143 static int loop_mems_allocated;
144
145 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current
146    loop.  This happens if the loop contains a call (in which case
147    `loop_info->has_call' will also be set) or if we store into more
148    than NUM_STORES MEMs.  */
149
150 static int unknown_address_altered;
151
152 /* The above doesn't count any readonly memory locations that are stored.
153    This does.  */
154
155 static int unknown_constant_address_altered;
156
157 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
158 static int num_movables;
159
160 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
161 static int num_mem_sets;
162
163 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
164    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
165 unsigned int max_reg_before_loop;
166
167 /* The value to pass to the next call of reg_scan_update.  */
168 static int loop_max_reg;
169
170 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
171    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
172    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
173    that array.  */
174
175 static struct obstack temp_obstack;
176
177 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
178
179 extern struct obstack *rtl_obstack;
180
181 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
182 #define obstack_chunk_free free
183 \f
184 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
185    is made to record all the movable insns found.
186    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
187
188 struct movable
189 {
190   rtx insn;                     /* A movable insn */
191   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
192   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
193   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
194                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
195   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
196                                    that must be moved with this one.  */
197   unsigned int regno;           /* The register it sets */
198   short lifetime;               /* lifetime of that register;
199                                    may be adjusted when matching movables
200                                    that load the same value are found.  */
201   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
202                                    including other movables that force this
203                                    or match this one.  */
204   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
205   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
206   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
207                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
208                    that the reg is live outside the range from where it is set
209                    to the following label.  */
210   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
211   
212   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
213                                    In particular, moving it does not make it
214                                    invariant.  */
215   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
216                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
217   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
218                                     first insn of a consecutive sets group.  */
219   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
220   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
221                                    that we should avoid changing when clearing
222                                    the rest of the reg.  */
223   struct movable *match;        /* First entry for same value */
224   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
225   struct movable *next;
226 };
227
228 static struct movable *the_movables;
229
230 FILE *loop_dump_stream;
231
232 /* Forward declarations.  */
233
234 static void verify_dominator PARAMS ((struct loop *));
235 static void find_and_verify_loops PARAMS ((rtx, struct loops *));
236 static void mark_loop_jump PARAMS ((rtx, struct loop *));
237 static void prescan_loop PARAMS ((struct loop *));
238 static int reg_in_basic_block_p PARAMS ((rtx, rtx));
239 static int consec_sets_invariant_p PARAMS ((const struct loop *,
240                                             rtx, int, rtx));
241 static int labels_in_range_p PARAMS ((rtx, int));
242 static void count_one_set PARAMS ((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
243
244 static void count_loop_regs_set PARAMS ((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
245                                          int *, int)); 
246 static void note_addr_stored PARAMS ((rtx, rtx, void *));
247 static void note_set_pseudo_multiple_uses PARAMS ((rtx, rtx, void *));
248 static int loop_reg_used_before_p PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx));
249 static void scan_loop PARAMS ((struct loop*, int));
250 #if 0
251 static void replace_call_address PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
252 #endif
253 static rtx skip_consec_insns PARAMS ((rtx, int));
254 static int libcall_benefit PARAMS ((rtx));
255 static void ignore_some_movables PARAMS ((struct movable *));
256 static void force_movables PARAMS ((struct movable *));
257 static void combine_movables PARAMS ((struct movable *, int));
258 static int regs_match_p PARAMS ((rtx, rtx, struct movable *));
259 static int rtx_equal_for_loop_p PARAMS ((rtx, rtx, struct movable *));
260 static void add_label_notes PARAMS ((rtx, rtx));
261 static void move_movables PARAMS ((struct loop *loop, struct movable *, 
262                                    int, int, int));
263 static int count_nonfixed_reads PARAMS ((const struct loop *, rtx));
264 static void strength_reduce PARAMS ((struct loop *, int, int));
265 static void find_single_use_in_loop PARAMS ((rtx, rtx, varray_type));
266 static int valid_initial_value_p PARAMS ((rtx, rtx, int, rtx));
267 static void find_mem_givs PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx, int, int));
268 static void record_biv PARAMS ((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *,
269                                 int, int));
270 static void check_final_value PARAMS ((const struct loop *,
271                                        struct induction *));
272 static void record_giv PARAMS ((const struct loop *, struct induction *, 
273                                 rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, 
274                                 int, int, rtx *));
275 static void update_giv_derive PARAMS ((const struct loop *, rtx));
276 static int basic_induction_var PARAMS ((const struct loop *, rtx, 
277                                         enum machine_mode, rtx, rtx,
278                                         rtx *, rtx *, rtx **));
279 static rtx simplify_giv_expr PARAMS ((const struct loop *, rtx, int *));
280 static int general_induction_var PARAMS ((const struct loop *loop, rtx, rtx *,
281                                           rtx *, rtx *, int, int *, enum machine_mode));
282 static int consec_sets_giv PARAMS ((const struct loop *, int, rtx,
283                                     rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
284 static int check_dbra_loop PARAMS ((struct loop *, int));
285 static rtx express_from_1 PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
286 static rtx combine_givs_p PARAMS ((struct induction *, struct induction *));
287 static void combine_givs PARAMS ((struct iv_class *));
288 struct recombine_givs_stats;
289 static int find_life_end PARAMS ((rtx, struct recombine_givs_stats *,
290                                   rtx, rtx));
291 static void recombine_givs PARAMS ((const struct loop *, struct iv_class *,
292                                     int));
293 static int product_cheap_p PARAMS ((rtx, rtx));
294 static int maybe_eliminate_biv PARAMS ((const struct loop *, struct iv_class *,
295                                         int, int, int));
296 static int maybe_eliminate_biv_1 PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx, 
297                                           struct iv_class *, int, rtx));
298 static int last_use_this_basic_block PARAMS ((rtx, rtx));
299 static void record_initial PARAMS ((rtx, rtx, void *));
300 static void update_reg_last_use PARAMS ((rtx, rtx));
301 static rtx next_insn_in_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
302 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PARAMS ((const struct loop*,
303                                                          int *));
304 static void load_mems PARAMS ((const struct loop *));
305 static int insert_loop_mem PARAMS ((rtx *, void *));
306 static int replace_loop_mem PARAMS ((rtx *, void *));
307 static int replace_loop_reg PARAMS ((rtx *, void *));
308 static void note_reg_stored PARAMS ((rtx, rtx, void *));
309 static void try_copy_prop PARAMS ((const struct loop *, rtx, unsigned int));
310 static int replace_label PARAMS ((rtx *, void *));
311 static rtx check_insn_for_givs PARAMS((struct loop *, rtx, int, int));
312 static rtx check_insn_for_bivs PARAMS((struct loop *, rtx, int, int));
313
314 typedef struct rtx_and_int {
315   rtx r;
316   int i;
317 } rtx_and_int;
318
319 typedef struct rtx_pair {
320   rtx r1;
321   rtx r2;
322 } rtx_pair;
323
324 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
325 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
326   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
327    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
328    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
329
330 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
331 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
332 static void insert_bct PARAMS ((struct loop *));
333
334 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
335 static void instrument_loop_bct PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
336 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
337
338 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
339 int indirect_jump_in_function = 0;
340 static int indirect_jump_in_function_p PARAMS ((rtx));
341
342 static int compute_luids PARAMS ((rtx, rtx, int));
343
344 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PARAMS ((struct induction *,
345                                                    struct induction *, rtx));
346 \f
347 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
348 static int add_cost;
349 #if 0
350 static int shift_cost;
351 static int mult_cost;
352 #endif
353
354 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
355    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
356 static int copy_cost;
357
358 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
359 static int reg_address_cost;
360
361
362 void
363 init_loop ()
364 {
365   char *free_point = (char *) oballoc (1);
366   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
367
368   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
369
370   reg_address_cost = address_cost (reg, SImode);
371
372   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
373      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
374      will be far less than the cost of an add.  */
375
376   copy_cost = 2 * 2;
377
378   /* Free the objects we just allocated.  */
379   obfree (free_point);
380
381   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
382   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
383 }
384 \f
385 /* Compute the mapping from uids to luids.
386    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
387    except that luids increase monotonically through the code.
388    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
389    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
390 static int
391 compute_luids (start, end, prev_luid)
392      rtx start, end;
393      int prev_luid;
394 {
395   int i;
396   rtx insn;
397
398   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
399     {
400       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
401         continue;
402       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
403          luids between two insns is not affected by -g.  */
404       if (GET_CODE (insn) != NOTE
405           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
406         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
407       else
408         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
409         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
410     }
411   return i + 1;
412 }
413 \f
414 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
415    on the current function.  F is the first insn of the function
416    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
417    (or 0 if none should be output).  */
418
419 void
420 loop_optimize (f, dumpfile, flags)
421      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
422      rtx f;
423      FILE *dumpfile;
424      int flags;
425 {
426   register rtx insn;
427   register int i;
428   struct loops loops_data;
429   struct loops *loops = &loops_data;
430   struct loop_info *loops_info;
431
432   loop_dump_stream = dumpfile;
433
434   init_recog_no_volatile ();
435
436   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
437   loop_max_reg = max_reg_before_loop;
438
439   regs_may_share = 0;
440
441   /* Count the number of loops.  */
442
443   max_loop_num = 0;
444   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
445     {
446       if (GET_CODE (insn) == NOTE
447           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
448         max_loop_num++;
449     }
450
451   /* Don't waste time if no loops.  */
452   if (max_loop_num == 0)
453     return;
454
455   loops->num = max_loop_num;
456
457   moved_once = (char *) xcalloc (max_reg_before_loop, sizeof (char));
458
459   /* Get size to use for tables indexed by uids.
460      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
461   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
462
463   uid_luid = (int *) xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (int));
464   uid_loop = (struct loop **) xcalloc (max_uid_for_loop, 
465                                        sizeof (struct loop *));
466
467   /* Allocate storage for array of loops.  */
468   loops->array = (struct loop *)
469     xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop));
470
471   /* Find and process each loop.
472      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
473   find_and_verify_loops (f, loops);
474
475   /* Allocate and initialize auxiliary loop information.  */
476   loops_info = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop_info));
477   for (i = 0; i < loops->num; i++)
478     loops->array[i].aux = loops_info + i;
479
480   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
481      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
482      function.  */
483   reg_scan (f, max_reg_before_loop, 1);
484
485   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
486      will have entries in the register tables.
487
488      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
489      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
490   init_alias_analysis ();
491
492   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
493      one more that the maximum uid of all insn.  */
494   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
495     abort ();
496   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
497   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
498
499   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it
500      might have rearranged code afterwards, so we need to recompute
501      the luids now.  */
502   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
503
504   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
505      deleted.  It is possible that the first or last insn
506      using some register has been deleted by cross-jumping.
507      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
508      points to the general area where that insn used to be.  */
509   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
510     {
511       uid_luid[0] = uid_luid[i];
512       if (uid_luid[0] != 0)
513         break;
514     }
515   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
516     if (uid_luid[i] == 0)
517       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
518
519   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
520      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
521   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
522
523   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
524      before outer ones.  */
525   for (i = max_loop_num - 1; i >= 0; i--)
526     {
527       struct loop *loop = &loops->array[i];
528
529       if (! loop->invalid && loop->end)
530         scan_loop (loop, flags);
531     }
532
533   /* If there were lexical blocks inside the loop, they have been
534      replicated.  We will now have more than one NOTE_INSN_BLOCK_BEG
535      and NOTE_INSN_BLOCK_END for each such block.  We must duplicate
536      the BLOCKs as well.  */
537   if (write_symbols != NO_DEBUG)
538     reorder_blocks ();
539
540   end_alias_analysis ();
541
542   /* Clean up.  */
543   free (moved_once);
544   free (uid_luid);
545   free (uid_loop);
546   free (loops_info);
547   free (loops->array);
548 }
549 \f
550 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
551    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
552    respectively.  LOOP->TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
553    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
554    bottom.  */
555
556 static rtx
557 next_insn_in_loop (loop, insn)
558      const struct loop *loop;
559      rtx insn;
560 {
561   insn = NEXT_INSN (insn);
562
563   if (insn == loop->end)
564     {
565       if (loop->top)
566         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
567         insn = loop->top;
568       else
569         /* We're done.  */
570         insn = NULL_RTX;
571     }
572
573   if (insn == loop->scan_start)
574     /* We're done.  */
575     insn = NULL_RTX;
576
577   return insn;
578 }
579
580 /* Optimize one loop described by LOOP.  */
581
582 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
583    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
584    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
585    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
586    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
587
588 static void
589 scan_loop (loop, flags)
590      struct loop *loop;
591      int flags;
592 {
593   register int i;
594   rtx loop_start = loop->start;
595   rtx loop_end = loop->end;
596   /* Additional information about the current loop being processed
597      that is used to compute the number of loop iterations for loop
598      unrolling and doloop optimization.  */
599   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
600   rtx p;
601   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
602   int maybe_never = 0;
603   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
604      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
605   int call_passed = 0;
606   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
607   rtx loop_entry_jump = 0;
608   /* Number of insns in the loop.  */
609   int insn_count;
610   int in_libcall = 0;
611   int tem;
612   rtx temp, update_start, update_end;
613   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
614   rtx set, set1;
615   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
616   struct movable *movables = 0;
617   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
618   struct movable *last_movable = 0;
619   /* Ratio of extra register life span we can justify
620      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
621      since in that case saving an insn makes more difference
622      and more registers are available.  */
623   int threshold;
624   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
625   int loop_depth = 0;
626   int nregs;
627
628   loop->top = 0;
629
630   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
631      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
632      that is too complex to duplicate in front of the loop.
633
634      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
635      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
636      (because we might have a loop executed only once that contains a
637      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
638      (in case we have a degenerate loop).
639
640      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
641      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
642      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
643      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
644      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
645
646   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
647        p != loop_end
648          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
649          && (GET_CODE (p) != NOTE
650              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
651                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
652        p = NEXT_INSN (p))
653     ;
654
655   loop->scan_start = p;
656
657   /* Set up variables describing this loop.  */
658   prescan_loop (loop);
659   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
660
661   /* If loop has a jump before the first label,
662      the true entry is the target of that jump.
663      Start scan from there.
664      But record in LOOP->TOP the place where the end-test jumps
665      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
666   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
667     {
668       loop_entry_jump = p;
669
670       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
671       if (any_uncondjump_p (p)
672           && JUMP_LABEL (p) != 0
673           /* Check to see whether the jump actually
674              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
675              This case can happen for things like
676              do {..} while (0).  If this label was generated previously
677              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
678              the loop.  */
679           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, loop_end))
680         {
681           loop->top = next_label (loop->scan_start);
682           loop->scan_start = JUMP_LABEL (p);
683         }
684     }
685
686   /* If LOOP->SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
687      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
688      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
689
690      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
691      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
692      test above.  */
693
694   if (INSN_UID (loop->scan_start) >= max_uid_for_loop
695       || GET_CODE (loop->scan_start) != CODE_LABEL)
696     {
697       if (loop_dump_stream)
698         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
699                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end));
700       return;
701     }
702
703   /* Count number of times each reg is set during this loop.
704      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
705      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
706   
707   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
708      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
709      that even after the moving of movables creates some new registers
710      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
711      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
712   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
713   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
714   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
715   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
716   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
717
718   count_loop_regs_set (loop->top ? loop->top : loop->start, loop->end,
719                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
720
721   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
722     {
723       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
724       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
725     }
726
727 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
728   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
729      create CCmode register copies.  */
730   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
731     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
732       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
733 #endif
734
735   bcopy ((char *) &set_in_loop->data, 
736          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
737
738   if (loop_dump_stream)
739     {
740       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
741                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end), insn_count);
742       if (loop->cont)
743         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
744                  INSN_UID (loop->cont));
745     }
746
747   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
748      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
749      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
750      We consider whether subsequent insns use the reg
751      in deciding whether it is worth actually moving.
752
753      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
754      and therefore it is possible that the insns we are scanning
755      would never be executed.  At such times, we must make sure
756      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
757      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
758      so that is not a problem.  */
759
760   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start); 
761        p != NULL_RTX;
762        p = next_insn_in_loop (loop, p))
763     {
764       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
765           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
766         in_libcall = 1;
767       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
768                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
769         in_libcall = 0;
770
771       if (GET_CODE (p) == INSN
772           && (set = single_set (p))
773           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
774           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
775         {
776           int tem1 = 0;
777           int tem2 = 0;
778           int move_insn = 0;
779           rtx src = SET_SRC (set);
780           rtx dependencies = 0;
781
782           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
783              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
784              specified, use it as the source and mark that we should move
785              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
786              insn.
787
788              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
789              is present.  */
790           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
791           if (temp)
792             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
793           else 
794             {
795               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
796               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
797                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
798               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
799                 {
800                   src = XEXP (temp, 0);
801                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
802                      the equivalent expression.  To move the libcall,
803                      we must move those regs too.  */
804                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
805                 }
806             }
807
808           /* Don't try to optimize a register that was made
809              by loop-optimization for an inner loop.
810              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
811           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
812             ;
813           else if (/* The register is used in basic blocks other
814                       than the one where it is set (meaning that
815                       something after this point in the loop might
816                       depend on its value before the set).  */
817                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
818                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
819                       the loop starts, or the value before the set is
820                       needed before the set occurs... 
821
822                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
823                       by the fact that the previous test will often fail for
824                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
825                       each time for register usage, we should build tables
826                       of the register usage and use them here instead.  */
827                    && (maybe_never
828                        || loop_reg_used_before_p (loop, set, p)))
829             /* It is unsafe to move the set.  
830
831                This code used to consider it OK to move a set of a variable
832                which was not created by the user and not used in an exit test.
833                That behavior is incorrect and was removed.  */
834             ;
835           else if ((tem = loop_invariant_p (loop, src))
836                    && (dependencies == 0
837                        || (tem2 = loop_invariant_p (loop, dependencies)) != 0)
838                    && (VARRAY_INT (set_in_loop, 
839                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
840                        || (tem1
841                            = consec_sets_invariant_p 
842                            (loop, SET_DEST (set),
843                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
844                             p)))
845                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
846                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
847                       once loop is entered.  Even a function call might
848                       prevent the trap insn from being reached
849                       (since it might exit!)  */
850                    && ! ((maybe_never || call_passed)
851                          && may_trap_p (src)))
852             {
853               register struct movable *m;
854               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
855
856               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
857                  can be combined as long as they are both in the loop, but
858                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
859                  this can lose.  The most common case of this is the address
860                  of a function being called.  
861
862                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
863                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
864                  we can replace the usage of this register with the source
865                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
866
867                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
868                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
869
870               if (loop_info->has_call
871                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
872                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
873                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
874                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
875                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
876                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
877                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
878                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
879                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
880                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
881                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
882                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
883                      a call-clobbered register and the life of REGNO
884                      might span a call.  */
885                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
886                                            VARRAY_RTX
887                                            (reg_single_usage, regno)) 
888                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
889                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
890                                            VARRAY_RTX
891                                            (reg_single_usage, regno))) 
892                 {
893                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
894                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
895                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
896                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
897                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
898                                               (reg_single_usage, regno)), 
899                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
900                                    
901                   PUT_CODE (p, NOTE);
902                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
903                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
904                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
905                   continue;
906                 }
907
908               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
909               m->next = 0;
910               m->insn = p;
911               m->set_src = src;
912               m->dependencies = dependencies;
913               m->set_dest = SET_DEST (set);
914               m->force = 0;
915               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop, 
916                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
917               m->done = 0;
918               m->forces = 0;
919               m->partial = 0;
920               m->move_insn = move_insn;
921               m->move_insn_first = 0;
922               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
923               m->savemode = VOIDmode;
924               m->regno = regno;
925               /* Set M->cond if either loop_invariant_p
926                  or consec_sets_invariant_p returned 2
927                  (only conditionally invariant).  */
928               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
929               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] 
930                            > INSN_LUID (loop_end)
931                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
932               m->match = 0;
933               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
934                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
935               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
936               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
937                 m->savings += libcall_benefit (p);
938               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
939               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
940               if (movables == 0)
941                 movables = m;
942               else
943                 last_movable->next = m;
944               last_movable = m;
945
946               if (m->consec > 0)
947                 {
948                   /* It is possible for the first instruction to have a
949                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
950                      remember the status of the first instruction in case
951                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
952                   m->move_insn_first = m->move_insn;
953
954                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
955                   p = next_nonnote_insn (p);
956                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
957                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
958                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
959                   p = prev_nonnote_insn (p);
960
961                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
962                      m->set_src to correspond to the effects of all the
963                      insns.  */
964                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
965                   if (temp)
966                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
967                   else
968                     {
969                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
970                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
971                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
972                       else
973                         m->move_insn = 0;
974
975                     }
976                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
977                 }
978             }
979           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
980              or set to zero, then its high bytes are constant.
981              So clear them outside the loop and within the loop
982              just load the low bytes.
983              We must check that the machine has an instruction to do so.
984              Also, if the value loaded into the register
985              depends on the same register, this cannot be done.  */
986           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
987                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
988                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
989                    && GET_CODE (set1) == SET
990                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
991                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
992                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
993                        == SET_DEST (set))
994                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
995             {
996               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
997               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
998                 {
999                   register struct movable *m;
1000                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1001                   m->next = 0;
1002                   m->insn = p;
1003                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1004                   m->dependencies = 0;
1005                   m->force = 0;
1006                   m->consec = 0;
1007                   m->done = 0;
1008                   m->forces = 0;
1009                   m->move_insn = 0;
1010                   m->move_insn_first = 0;
1011                   m->partial = 1;
1012                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1013                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1014                      Not even if the reg is used only within this loop.
1015                      Consider this:
1016                      while (1)
1017                        while (s != t) {
1018                          if (foo ()) x = *s;
1019                          use (x);
1020                        }
1021                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1022                      being saved from the last time around the outer loop.
1023                      However, if the reg is not used outside this loop
1024                      and all uses of the register are in the same
1025                      basic block as the store, there is no problem.
1026
1027                      If this insn was made by loop, we don't know its
1028                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1029                      assumption.  */
1030                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1031                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1032                                    > INSN_LUID (loop_end))
1033                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1034                                    < INSN_LUID (p))
1035                                || (labels_in_range_p
1036                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1037                   if (maybe_never && m->global)
1038                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1039                   else
1040                     m->savemode = VOIDmode;
1041                   m->regno = regno;
1042                   m->cond = 0;
1043                   m->match = 0;
1044                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1045                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1046                   m->savings = 1;
1047                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1048                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1049                   if (movables == 0)
1050                     movables = m;
1051                   else
1052                     last_movable->next = m;
1053                   last_movable = m;
1054                 }
1055             }
1056         }
1057       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1058          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1059          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1060          so they don't count.  */
1061       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1062         call_passed = 1;
1063       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1064          can't count on whether or how many times they will be
1065          executed during each iteration.  Therefore, we can
1066          only move out sets of trivial variables
1067          (those not used after the loop).  */
1068       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1069       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1070                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1071                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1072                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1073                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1074                   followed a by barrier then loop end.  */
1075                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop->top
1076                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end
1077                      && any_uncondjump_p (p)))
1078         maybe_never = 1;
1079       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1080         {
1081           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1082              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1083              code has been duplicated.  */
1084           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1085             maybe_never = call_passed = 0;
1086           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1087             loop_depth++;
1088           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1089             loop_depth--;
1090         }
1091     }
1092
1093   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1094
1095   ignore_some_movables (movables);
1096
1097   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1098      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1099      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1100      since the second can be moved only if the first is.  */
1101
1102   force_movables (movables);
1103
1104   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1105      If there are, make all but the first point at the first one
1106      through the `match' field, and add the priorities of them
1107      all together as the priority of the first.  */
1108
1109   combine_movables (movables, nregs);
1110         
1111   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1112      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1113
1114      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1115      optimizing for code size.  */
1116
1117   if (! optimize_size)
1118     move_movables (loop, movables, threshold, insn_count, nregs);
1119
1120   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1121      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1122   for (i = 0; i < nregs; i++)
1123     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1124       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1125
1126   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1127      hoist even more memory references.  */
1128   load_mems_and_recount_loop_regs_set (loop, &insn_count);
1129
1130   for (update_start = loop_start;
1131        PREV_INSN (update_start)
1132          && GET_CODE (PREV_INSN (update_start)) != CODE_LABEL;
1133        update_start = PREV_INSN (update_start))
1134     ;
1135   update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1136
1137   reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1138   loop_max_reg = max_reg_num ();
1139
1140   if (flag_strength_reduce)
1141     {
1142       the_movables = movables;
1143       strength_reduce (loop, insn_count, flags);
1144
1145       reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1146       loop_max_reg = max_reg_num ();
1147     }
1148
1149   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1150   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1151   VARRAY_FREE (n_times_set);
1152   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1153 }
1154 \f
1155 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1156    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1157
1158 void
1159 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1160      rtx in_this, not_in_this;
1161      rtx *output;
1162 {
1163   enum rtx_code code;
1164   const char *fmt;
1165   int i;
1166
1167   code = GET_CODE (in_this);
1168
1169   switch (code)
1170     {
1171     case PC:
1172     case CC0:
1173     case CONST_INT:
1174     case CONST_DOUBLE:
1175     case CONST:
1176     case SYMBOL_REF:
1177     case LABEL_REF:
1178       return;
1179
1180     case REG:
1181       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1182           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1183         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1184       return;
1185       
1186     default:
1187       break;
1188     }
1189
1190   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1191   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1192     {
1193       int j;
1194
1195       switch (fmt[i])
1196         {
1197         case 'E':
1198           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1199             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1200           break;
1201
1202         case 'e':
1203           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1204           break;
1205         }
1206     }
1207 }
1208 \f
1209 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1210    aside from those mentioned in the equivalent value.
1211    If there are none, return 0.
1212    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1213
1214 rtx
1215 libcall_other_reg (insn, equiv)
1216      rtx insn, equiv;
1217 {
1218   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1219   rtx p = XEXP (note, 0);
1220   rtx output = 0;
1221
1222   /* First, find all the regs used in the libcall block
1223      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1224
1225   while (p != insn)
1226     {
1227       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1228           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1229         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1230       p = NEXT_INSN (p);
1231     }
1232
1233   return output;
1234 }
1235 \f
1236 /* Return 1 if all uses of REG
1237    are between INSN and the end of the basic block.  */
1238
1239 static int 
1240 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1241      rtx insn, reg;
1242 {
1243   int regno = REGNO (reg);
1244   rtx p;
1245
1246   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1247     return 0;
1248
1249   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1250   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1251     {
1252       switch (GET_CODE (p))
1253         {
1254         case NOTE:
1255           break;
1256
1257         case INSN:
1258         case CALL_INSN:
1259           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1260           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1261             return 1;
1262           break;
1263
1264         case JUMP_INSN:
1265           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1266           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1267             return 1;
1268           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1269           return 0;
1270
1271         case CODE_LABEL:
1272         case BARRIER:
1273           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1274           return 0;
1275           
1276         default:
1277           break;
1278         }
1279     }
1280
1281   /* The "last use" that was recorded can't be found after the first
1282      use.  This can happen when the last use was deleted while
1283      processing an inner loop, this inner loop was then completely
1284      unrolled, and the outer loop is always exited after the inner loop,
1285      so that everything after the first use becomes a single basic block.  */
1286   return 1;
1287 }
1288 \f
1289 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1290    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1291    value directly or can contain a library call.  */
1292
1293 static int
1294 libcall_benefit (last)
1295      rtx last;
1296 {
1297   rtx insn;
1298   int benefit = 0;
1299
1300   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1301        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1302     {
1303       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1304         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1305                                    routine.  */
1306       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1307                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1308                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1309         benefit++;
1310     }
1311
1312   return benefit;
1313 }
1314 \f
1315 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1316
1317 static rtx
1318 skip_consec_insns (insn, count)
1319      rtx insn;
1320      int count;
1321 {
1322   for (; count > 0; count--)
1323     {
1324       rtx temp;
1325
1326       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1327       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1328          be an insn here.  */
1329       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1330           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1331         insn = XEXP (temp, 0);
1332
1333       do insn = NEXT_INSN (insn);
1334       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1335     }
1336
1337   return insn;
1338 }
1339
1340 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1341    which is part of another movable.
1342    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1343    was made later and so appears later on the chain.  */
1344
1345 static void
1346 ignore_some_movables (movables)
1347      struct movable *movables;
1348 {
1349   register struct movable *m, *m1;
1350
1351   for (m = movables; m; m = m->next)
1352     {
1353       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1354       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1355       if (note)
1356         {
1357           rtx insn;
1358           /* Check for earlier movables inside that range,
1359              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1360              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1361              Rather than reject all such insns from movables, we just
1362              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1363              libcalls aren't that common).  */
1364           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1365             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1366               if (m1->insn == insn)
1367                 m1->done = 1;
1368         }
1369     }
1370 }         
1371
1372 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1373    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1374    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1375    since the second can be moved only if the first is.  */
1376
1377 static void
1378 force_movables (movables)
1379      struct movable *movables;
1380 {
1381   register struct movable *m, *m1;
1382   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1383     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1384     if (!m1->partial && !m1->done)
1385       {
1386         int regno = m1->regno;
1387         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1388           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1389              register of M1 to be used after this insn?
1390              Since CSE does not update regno_last_uid,
1391              this insn M->insn might not be where it dies.
1392              But very likely this doesn't matter; what matters is
1393              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1394           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1395               && !m->done)
1396             break;
1397         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1398             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1399             && m->consec == 0)
1400           m = 0;
1401
1402         /* Increase the priority of the moving the first insn
1403            since it permits the second to be moved as well.  */
1404         if (m != 0)
1405           {
1406             m->forces = m1;
1407             m1->lifetime += m->lifetime;
1408             m1->savings += m->savings;
1409           }
1410       }
1411 }
1412 \f
1413 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1414    one register.  */
1415
1416 static void
1417 combine_movables (movables, nregs)
1418      struct movable *movables;
1419      int nregs;
1420 {
1421   register struct movable *m;
1422   char *matched_regs = (char *) xmalloc (nregs);
1423   enum machine_mode mode;
1424
1425   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1426      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1427   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1428
1429   for (m = movables; m; m = m->next)
1430     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1431       {
1432         register struct movable *m1;
1433         int regno = m->regno;
1434
1435         bzero (matched_regs, nregs);
1436         matched_regs[regno] = 1;
1437
1438         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1439            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1440         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1441           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1442               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1443               && !m1->global
1444               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1445               && !m1->partial
1446               && (matched_regs[m1->regno]
1447                   ||
1448                   (
1449                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1450                       same constant only if the modes are the same or
1451                       if both are integer modes with M wider or the same
1452                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1453                       safe, since the only case of differing destination
1454                       modes with equal sources is when both sources are
1455                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1456                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1457                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1458                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1459                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1460                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1461                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1462                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1463                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1464                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1465                                                 movables))))
1466               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1467                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1468             {
1469               m->lifetime += m1->lifetime;
1470               m->savings += m1->savings;
1471               m1->done = 1;
1472               m1->match = m;
1473               matched_regs[m1->regno] = 1;
1474             }
1475       }
1476
1477   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1478      This can be done for those not marked `global'
1479      provided their lives don't overlap.  */
1480
1481   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1482        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1483     {
1484       register struct movable *m0 = 0;
1485
1486       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1487          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1488       for (m = movables; m; m = m->next)
1489         if (m->partial && ! m->global
1490             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1491           {
1492             register struct movable *m1;
1493             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1494             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1495
1496             if (m0 == 0)
1497               {
1498                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1499                 m0 = m;
1500                   continue;
1501               }
1502
1503             /* Make sure they extend to the same mode.
1504                (Almost always true.)  */
1505             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1506                 continue;
1507
1508             /* We already have one: check for overlap with those
1509                already combined together.  */
1510             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1511               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1512                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1513                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1514                   goto overlap;
1515
1516             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1517             m0->lifetime += m->lifetime;
1518             m0->savings += m->savings;
1519             m->done = 1;
1520             m->match = m0;
1521
1522           overlap: ;
1523           }
1524     }
1525
1526   /* Clean up.  */
1527   free (matched_regs);
1528 }
1529 \f
1530 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1531
1532 static int
1533 regs_match_p (x, y, movables)
1534      rtx x, y;
1535      struct movable *movables;
1536 {
1537   unsigned int xn = REGNO (x);
1538   unsigned int yn = REGNO (y);
1539   struct movable *mx, *my;
1540
1541   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1542     if (mx->regno == xn)
1543       break;
1544
1545   for (my = movables; my; my = my->next)
1546     if (my->regno == yn)
1547       break;
1548
1549   return (mx && my
1550           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1551               || mx->match == my
1552               || mx == my->match));
1553 }
1554
1555 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1556    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1557
1558    If two registers are matching movables or a movable register and an
1559    equivalent constant, consider them equal.  */
1560
1561 static int
1562 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1563      rtx x, y;
1564      struct movable *movables;
1565 {
1566   register int i;
1567   register int j;
1568   register struct movable *m;
1569   register enum rtx_code code;
1570   register const char *fmt;
1571
1572   if (x == y)
1573     return 1;
1574   if (x == 0 || y == 0)
1575     return 0;
1576
1577   code = GET_CODE (x);
1578
1579   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1580      equal.  */
1581   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1582       && CONSTANT_P (y))
1583     {
1584       for (m = movables; m; m = m->next)
1585         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1586             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1587           return 1;
1588     }
1589   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1590            && CONSTANT_P (x))
1591     {
1592       for (m = movables; m; m = m->next)
1593         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1594             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1595           return 1;
1596     }
1597
1598   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1599   if (code != GET_CODE (y))
1600     return 0;
1601
1602   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1603      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1604
1605   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1606     return 0;
1607
1608   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1609   if (code == REG)
1610     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1611
1612   if (code == LABEL_REF)
1613     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1614   if (code == SYMBOL_REF)
1615     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1616
1617   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1618      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1619
1620   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1621   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1622     {
1623       switch (fmt[i])
1624         {
1625         case 'w':
1626           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1627             return 0;
1628           break;
1629
1630         case 'i':
1631           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1632             return 0;
1633           break;
1634
1635         case 'E':
1636           /* Two vectors must have the same length.  */
1637           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1638             return 0;
1639
1640           /* And the corresponding elements must match.  */
1641           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1642             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1643               return 0;
1644           break;
1645
1646         case 'e':
1647           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1648             return 0;
1649           break;
1650
1651         case 's':
1652           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1653             return 0;
1654           break;
1655
1656         case 'u':
1657           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1658           break;
1659
1660         case '0':
1661           break;
1662
1663           /* It is believed that rtx's at this level will never
1664              contain anything but integers and other rtx's,
1665              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1666         default:
1667           abort ();
1668         }
1669     }
1670   return 1;
1671 }
1672 \f
1673 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1674   insns in INSNS which use the reference.  */
1675
1676 static void
1677 add_label_notes (x, insns)
1678      rtx x;
1679      rtx insns;
1680 {
1681   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1682   int i, j;
1683   const char *fmt;
1684   rtx insn;
1685
1686   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1687     {
1688       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1689          avoid flow generating (slighly) worse code.
1690
1691          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1692          mark_jump_label for additional information).  */
1693       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1694         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1695           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1696                                                 REG_NOTES (insn));
1697     }
1698
1699   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1700   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1701     {
1702       if (fmt[i] == 'e')
1703         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1704       else if (fmt[i] == 'E')
1705         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1706           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1707     }
1708 }
1709 \f
1710 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1711    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1712    other throughout.  */
1713
1714 static void
1715 move_movables (loop, movables, threshold, insn_count, nregs)
1716      struct loop *loop;
1717      struct movable *movables;
1718      int threshold;
1719      int insn_count;
1720      int nregs;
1721 {
1722   rtx new_start = 0;
1723   register struct movable *m;
1724   register rtx p;
1725   rtx loop_start = loop->start;
1726   rtx loop_end = loop->end;
1727   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1728      when we move several insns that load the same value
1729      into different pseudo-registers.  */
1730   rtx *reg_map = (rtx *) xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
1731   char *already_moved = (char *) xcalloc (nregs, sizeof (char));
1732
1733   num_movables = 0;
1734
1735   for (m = movables; m; m = m->next)
1736     {
1737       /* Describe this movable insn.  */
1738
1739       if (loop_dump_stream)
1740         {
1741           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1742                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1743           if (m->consec > 0)
1744             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1745           if (m->cond)
1746             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1747           if (m->force)
1748             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1749           if (m->global)
1750             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1751           if (m->done)
1752             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1753           if (m->move_insn)
1754             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1755           if (m->match)
1756             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1757                      INSN_UID (m->match->insn));
1758           if (m->forces)
1759             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1760                      INSN_UID (m->forces->insn));
1761         }
1762
1763       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1764       num_movables++;
1765
1766       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1767          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1768
1769       if (!m->done
1770           && (! m->cond
1771               || (1 == loop_invariant_p (loop, m->set_src)
1772                   && (m->dependencies == 0
1773                       || 1 == loop_invariant_p (loop, m->dependencies))
1774                   && (m->consec == 0
1775                       || 1 == consec_sets_invariant_p (loop, m->set_dest,
1776                                                        m->consec + 1,
1777                                                        m->insn))))
1778           && (! m->forces || m->forces->done))
1779         {
1780           register int regno;
1781           register rtx p;
1782           int savings = m->savings;
1783
1784           /* We have an insn that is safe to move.
1785              Compute its desirability.  */
1786
1787           p = m->insn;
1788           regno = m->regno;
1789
1790           if (loop_dump_stream)
1791             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1792
1793           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1794             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1795
1796           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1797              which is safe only if this one is moved too: that is,
1798              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1799
1800           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1801              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1802              If it's not desirable, it means the loop is so big
1803              that moving won't speed things up much,
1804              and it is liable to make register usage worse.  */
1805
1806           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1807              extra cost because something else was already moved.  */
1808
1809           if (already_moved[regno]
1810               || flag_move_all_movables
1811               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1812                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1813               || (m->forces && m->forces->done
1814                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1815             {
1816               int count;
1817               register struct movable *m1;
1818               rtx first = NULL_RTX;
1819
1820               /* Now move the insns that set the reg.  */
1821
1822               if (m->partial && m->match)
1823                 {
1824                   rtx newpat, i1;
1825                   rtx r1, r2;
1826                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1827                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1828                      And that reg is loaded with 0 directly,
1829                      since it has ->match == 0.  */
1830                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1831                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1832                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1833                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1834
1835                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1836                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1837                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1838                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1839                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1840                   regs_may_share
1841                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1842                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1843                                                             regs_may_share));
1844                   delete_insn (m->insn);
1845
1846                   if (new_start == 0)
1847                     new_start = i1;
1848
1849                   if (loop_dump_stream)
1850                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1851                 }
1852               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1853                  new move insn, first delete what we have and then emit
1854                  the move insn before the loop.  */
1855               else if (m->move_insn)
1856                 {
1857                   rtx i1, temp;
1858
1859                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1860                     {
1861                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1862                          skip to the end.  */
1863                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1864                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1865                         p = XEXP (temp, 0);
1866
1867                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1868                          delete every insn in the sequence except the last.
1869                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1870                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1871                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1872                         {
1873                           temp = XEXP (temp, 0);
1874                           while (temp != p)
1875                             temp = delete_insn (temp);
1876                         }
1877
1878                       temp = p;
1879                       p = delete_insn (p);
1880
1881                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1882                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1883                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1884                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1885                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1886                          insn stream.  */
1887                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1888                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1889                     }
1890
1891                   start_sequence ();
1892                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1893                   temp = get_insns ();
1894                   end_sequence ();
1895
1896                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1897
1898                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1899                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1900                     REG_NOTES (i1)
1901                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1902                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1903
1904                   if (loop_dump_stream)
1905                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1906
1907                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1908                   threshold -= 3;
1909                 }
1910               else
1911                 {
1912                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1913                     {
1914                       rtx i1, temp;
1915
1916                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1917                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1918                          be an insn here.  */
1919                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1920                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1921                         p = XEXP (temp, 0);
1922
1923                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1924                          insns except the last before the loop.  The last
1925                          insn is handled in the normal manner.  */
1926                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1927                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1928                         {
1929                           rtx fn_address = 0;
1930                           rtx fn_reg = 0;
1931                           rtx fn_address_insn = 0;
1932
1933                           first = 0;
1934                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1935                                temp = NEXT_INSN (temp))
1936                             {
1937                               rtx body;
1938                               rtx n;
1939                               rtx next;
1940
1941                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1942                                 continue;
1943
1944                               body = PATTERN (temp);
1945
1946                               /* Find the next insn after TEMP,
1947                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1948                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1949                                    next = NEXT_INSN (next))
1950                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1951                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1952                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1953                                   break;
1954                               
1955                               /* If that is the call, this may be the insn
1956                                  that loads the function address.
1957
1958                                  Extract the function address from the insn
1959                                  that loads it into a register.
1960                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1961
1962                                  So emit a new move insn that copies the
1963                                  function address into the register that the
1964                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1965                                  redundant stores that we have created.  */
1966                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1967                                   && GET_CODE (body) == SET
1968                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1969                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1970                                                          NULL_RTX)))
1971                                 {
1972                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1973                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1974                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1975                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1976                                   fn_address_insn = temp;
1977                                 }
1978                               /* We have the call insn.
1979                                  If it uses the register we suspect it might,
1980                                  load it with the correct address directly.  */
1981                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1982                                   && fn_address != 0
1983                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
1984                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1985                                                                 fn_address),
1986                                                  fn_address_insn);
1987
1988                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1989                                 {
1990                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
1991                                   /* Because the USAGE information potentially
1992                                      contains objects other than hard registers
1993                                      we need to copy it.  */
1994                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
1995                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
1996                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
1997                                 }
1998                               else
1999                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2000                               if (first == 0)
2001                                 first = i1;
2002                               if (temp == fn_address_insn)
2003                                 fn_address_insn = i1;
2004                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2005                               delete_insn (temp);
2006                             }
2007                           if (new_start == 0)
2008                             new_start = first;
2009                         }
2010                       if (m->savemode != VOIDmode)
2011                         {
2012                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2013                              the bits that are not covered by the mode
2014                              m->savemode.  */
2015                           rtx reg = m->set_dest;
2016                           rtx sequence;
2017                           rtx tem;
2018                       
2019                           start_sequence ();
2020                           tem = expand_binop
2021                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2022                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2023                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2024                                       - 1),
2025                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2026                           if (tem == 0)
2027                             abort ();
2028                           if (tem != reg)
2029                             emit_move_insn (reg, tem);
2030                           sequence = gen_sequence ();
2031                           end_sequence ();
2032                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2033                         }
2034                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2035                         {
2036                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2037                           /* Because the USAGE information potentially
2038                              contains objects other than hard registers
2039                              we need to copy it.  */
2040                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2041                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2042                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2043                         }
2044                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2045                         {
2046                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2047                              use the REG_EQUAL note.  */
2048                           start_sequence ();
2049                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2050                           temp = get_insns ();
2051                           end_sequence ();
2052
2053                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2054
2055                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2056                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2057                             REG_NOTES (i1)
2058                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2059                                                     : REG_EQUAL),
2060                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2061                         }
2062                       else
2063                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2064
2065                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2066                         {
2067                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2068
2069                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2070                              is not loop invariant, then delete it, since it
2071                              may cause problems with later optimization passes.
2072                              It is possible for cse to create such notes
2073                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2074                       
2075                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2076                               && ! loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0)))
2077                             remove_note (i1, temp);
2078                         }
2079
2080                       if (new_start == 0)
2081                         new_start = i1;
2082
2083                       if (loop_dump_stream)
2084                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2085                                  INSN_UID (i1));
2086
2087                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2088                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2089                          and REG_RETVAL on I1.  */
2090                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2091                         {
2092                           XEXP (temp, 0) = first;
2093                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2094                           XEXP (temp, 0) = i1;
2095                         }
2096
2097                       temp = p;
2098                       delete_insn (p);
2099                       p = NEXT_INSN (p);
2100
2101                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2102                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2103                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2104                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2105                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2106                          insn stream.  */
2107                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2108                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2109                     }
2110
2111                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2112                   threshold -= 3;
2113                 }
2114
2115               /* Any other movable that loads the same register
2116                  MUST be moved.  */
2117               already_moved[regno] = 1;
2118
2119               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2120               moved_once[regno] = 1;
2121
2122               /* The reg set here is now invariant.  */
2123               if (! m->partial)
2124                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2125
2126               m->done = 1;
2127
2128               /* Change the length-of-life info for the register
2129                  to say it lives at least the full length of this loop.
2130                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2131
2132               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2133                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2134                    We can't use the moved insn because it is out of range
2135                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2136                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2137               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_end))
2138                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (loop_end);
2139
2140               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2141
2142               if (! m->partial)
2143                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2144                   if (m1->match == m)
2145                     {
2146                       rtx temp;
2147
2148                       /* Schedule the reg loaded by M1
2149                          for replacement so that shares the reg of M.
2150                          If the modes differ (only possible in restricted
2151                          circumstances, make a SUBREG.
2152
2153                          Note this assumes that the target dependent files
2154                          treat REG and SUBREG equally, including within
2155                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2156                          predicates since we never verify that replacing the
2157                          original register with a SUBREG results in a
2158                          recognizable insn.  */
2159                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2160                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2161                       else
2162                         reg_map[m1->regno]
2163                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2164                                                 m->set_dest);
2165                     
2166                       /* Get rid of the matching insn
2167                          and prevent further processing of it.  */
2168                       m1->done = 1;
2169
2170                       /* if library call, delete all insn except last, which
2171                          is deleted below */
2172                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2173                                                  NULL_RTX)))
2174                         {
2175                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2176                                temp = NEXT_INSN (temp))
2177                             delete_insn (temp);
2178                         }
2179                       delete_insn (m1->insn);
2180
2181                       /* Any other movable that loads the same register
2182                          MUST be moved.  */
2183                       already_moved[m1->regno] = 1;
2184
2185                       /* The reg merged here is now invariant,
2186                          if the reg it matches is invariant.  */
2187                       if (! m->partial)
2188                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2189                     }
2190             }
2191           else if (loop_dump_stream)
2192             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2193         }
2194       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2195         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2196
2197       if (loop_dump_stream)
2198         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2199     }
2200
2201   if (new_start == 0)
2202     new_start = loop_start;
2203
2204   /* Go through all the instructions in the loop, making
2205      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2206   for (p = new_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2207     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2208         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2209       {
2210         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2211         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2212         INSN_CODE (p) = -1;
2213       }
2214
2215   /* Clean up.  */
2216   free (reg_map);
2217   free (already_moved);
2218 }
2219 \f
2220 #if 0
2221 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2222    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2223
2224 static void
2225 replace_call_address (x, reg, addr)
2226      rtx x, reg, addr;
2227 {
2228   register enum rtx_code code;
2229   register int i;
2230   register const char *fmt;
2231
2232   if (x == 0)
2233     return;
2234   code = GET_CODE (x);
2235   switch (code)
2236     {
2237     case PC:
2238     case CC0:
2239     case CONST_INT:
2240     case CONST_DOUBLE:
2241     case CONST:
2242     case SYMBOL_REF:
2243     case LABEL_REF:
2244     case REG:
2245       return;
2246
2247     case SET:
2248       /* Short cut for very common case.  */
2249       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2250       return;
2251
2252     case CALL:
2253       /* Short cut for very common case.  */
2254       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2255       return;
2256
2257     case MEM:
2258       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2259          something is wrong.  */
2260       if (XEXP (x, 0) != reg)
2261         abort ();
2262       XEXP (x, 0) = addr;
2263       return;
2264       
2265     default:
2266       break;
2267     }
2268
2269   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2270   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2271     {
2272       if (fmt[i] == 'e')
2273         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2274       else if (fmt[i] == 'E')
2275         {
2276           register int j;
2277           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2278             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2279         }
2280     }
2281 }
2282 #endif
2283 \f
2284 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2285    in the rtx X.  */
2286
2287 static int
2288 count_nonfixed_reads (loop, x)
2289      const struct loop *loop;
2290      rtx x;
2291 {
2292   register enum rtx_code code;
2293   register int i;
2294   register const char *fmt;
2295   int value;
2296
2297   if (x == 0)
2298     return 0;
2299
2300   code = GET_CODE (x);
2301   switch (code)
2302     {
2303     case PC:
2304     case CC0:
2305     case CONST_INT:
2306     case CONST_DOUBLE:
2307     case CONST:
2308     case SYMBOL_REF:
2309     case LABEL_REF:
2310     case REG:
2311       return 0;
2312
2313     case MEM:
2314       return ((loop_invariant_p (loop, XEXP (x, 0)) != 1)
2315               + count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, 0)));
2316       
2317     default:
2318       break;
2319     }
2320
2321   value = 0;
2322   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2323   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2324     {
2325       if (fmt[i] == 'e')
2326         value += count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, i));
2327       if (fmt[i] == 'E')
2328         {
2329           register int j;
2330           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2331             value += count_nonfixed_reads (loop, XVECEXP (x, i, j));
2332         }
2333     }
2334   return value;
2335 }
2336
2337 \f
2338 #if 0
2339 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2340    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2341    if the machine supports such an instruction,
2342    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2343
2344 static void
2345 constant_high_bytes (p, loop_start)
2346      rtx p, loop_start;
2347 {
2348   register rtx new;
2349   register int insn_code_number;
2350
2351   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2352      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2353
2354   new
2355     = gen_rtx_SET
2356       (VOIDmode,
2357        gen_rtx_STRICT_LOW_PART
2358        (VOIDmode,
2359         gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2360                         SET_DEST (PATTERN (p)), 0)),
2361        XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2362
2363   insn_code_number = recog (new, p);
2364
2365   if (insn_code_number)
2366     {
2367       register int i;
2368
2369       /* Clear destination register before the loop.  */
2370       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode,
2371                                      SET_DEST (PATTERN (p)), const0_rtx),
2372                         loop_start);
2373
2374       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2375       PATTERN (p) = new;
2376     }
2377 }
2378 #endif
2379 \f
2380 /* Scan a loop setting the elements `cont', `vtop', `loops_enclosed',
2381    `has_call', `has_volatile', and `has_tablejump' within LOOP.
2382    Set the global variables `unknown_address_altered',
2383    `unknown_constant_address_altered', and `num_mem_sets'.  Also, fill
2384    in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2385
2386 static void
2387 prescan_loop (loop)
2388      struct loop *loop;
2389 {
2390   register int level = 1;
2391   rtx insn;
2392   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
2393   rtx start = loop->start;
2394   rtx end = loop->end;
2395   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2396      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2397      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2398      might end up between the two.  */
2399   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2400
2401   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2402   loop_info->has_call = 0;
2403   loop_info->has_volatile = 0;
2404   loop_info->has_tablejump = 0;
2405   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2406   loop->cont = 0;
2407   loop->vtop = 0;
2408   loop->level = 1;
2409
2410   unknown_address_altered = 0;
2411   unknown_constant_address_altered = 0;
2412   loop_store_mems = NULL_RTX;
2413   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2414   loop_mems_idx = 0;
2415   num_mem_sets = 0;
2416
2417   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2418        insn = NEXT_INSN (insn))
2419     {
2420       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2421         {
2422           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2423             {
2424               ++level;
2425               /* Count number of loops contained in this one.  */
2426               loop->level++;
2427             }
2428           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2429             {
2430               --level;
2431               if (level == 0)
2432                 {
2433                   end = insn;
2434                   break;
2435                 }
2436             }
2437           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2438             {
2439               if (level == 1)
2440                 loop->cont = insn;
2441             }
2442           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2443             {
2444               /* If there is a NOTE_INSN_LOOP_VTOP, then this is a for
2445                  or while style loop, with a loop exit test at the
2446                  start.  Thus, we can assume that the loop condition
2447                  was true when the loop was entered.  */
2448               if (level == 1)
2449                 loop->vtop = insn;
2450             }
2451         }
2452       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2453         {
2454           if (! CONST_CALL_P (insn))
2455             unknown_address_altered = 1;
2456           loop_info->has_call = 1;
2457         }
2458       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2459         {
2460           rtx label1 = NULL_RTX;
2461           rtx label2 = NULL_RTX;
2462
2463           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2464             loop_info->has_volatile = 1;
2465
2466           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2467               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2468                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2469             loop_info->has_tablejump = 1;
2470           
2471           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored, NULL);
2472           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2473             first_loop_store_insn = insn;
2474
2475           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets
2476               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2477               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2478               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2479             {
2480               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2481                 {
2482                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2483                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2484                 }
2485               else
2486                 {
2487                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2488                 }
2489
2490               do {
2491                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2492                   {
2493                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2494                       {
2495                         /* Something tricky.  */
2496                         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2497                         break;
2498                       }
2499                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2500                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2501                       {
2502                         /* A jump outside the current loop.  */
2503                         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2504                         break;
2505                       }
2506                   }
2507
2508                 label1 = label2;
2509                 label2 = NULL_RTX;
2510               } while (label1);
2511             }
2512         }
2513       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2514         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2515     }
2516
2517   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2518   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2519       ! unknown_address_altered 
2520       /* An exception thrown by a called function might land us
2521          anywhere.  */
2522       && ! loop_info->has_call
2523       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2524          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2525          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2526          require actual function calls.  */
2527       && ! current_function_calls_alloca
2528       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2529          end.  */
2530       && ! loop_info->has_multiple_exit_targets)
2531     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2532          insn = NEXT_INSN (insn))
2533       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2534 }
2535 \f
2536 /* LOOP->CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2537    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2538    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2539    and what we have so far as LOOP->CONT_DOMINATOR that has a
2540    target between LOOP->DOMINATOR and the continue note, move
2541    LOOP->CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2542    destination cannot be determined, clear LOOP->CONT_DOMINATOR.  */
2543
2544 static void
2545 verify_dominator (loop)
2546      struct loop *loop;
2547 {
2548   rtx insn;
2549
2550   if (! loop->cont_dominator)
2551     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2552        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2553     return;
2554   if (loop->cont_dominator == const0_rtx)
2555     {
2556       loop->cont_dominator = 0;
2557       return;
2558     }
2559   for (insn = loop->start; insn != loop->cont_dominator;
2560        insn = NEXT_INSN (insn))
2561     {
2562       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2563           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2564         {
2565           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2566           int label_luid;
2567
2568           /* If it is not a jump we can easily understand or for
2569              which we do not have jump target information in the JUMP_LABEL
2570              field (consider ADDR_VEC and ADDR_DIFF_VEC insns), then clear
2571              LOOP->CONT_DOMINATOR.  */
2572           if (! any_condjump_p (insn)
2573               || label == NULL_RTX)
2574             {
2575               loop->cont_dominator = NULL_RTX;
2576               return;
2577             }
2578
2579           label_luid = INSN_LUID (label);
2580           if (label_luid < INSN_LUID (loop->cont)
2581               && (label_luid
2582                   > INSN_LUID (loop->cont)))
2583             loop->cont_dominator = label;
2584         }
2585     }
2586 }
2587
2588 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2589    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2590    to from outside the loop.  */
2591
2592 static void
2593 find_and_verify_loops (f, loops)
2594      rtx f;
2595      struct loops *loops;
2596 {
2597   rtx insn;
2598   rtx label;
2599   int num_loops;
2600   struct loop *current_loop;
2601   struct loop *next_loop;
2602   struct loop *loop;
2603
2604   num_loops = loops->num;
2605
2606   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2607
2608   /* If there are jumps to undefined labels,
2609      treat them as jumps out of any/all loops.
2610      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2611   uid_loop[0] = NULL;
2612
2613   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2614      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2615
2616   num_loops = 0;
2617   current_loop = NULL;
2618   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2619     {
2620       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2621         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2622           {
2623           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2624             next_loop = loops->array + num_loops;
2625             next_loop->num = num_loops;
2626             num_loops++;
2627             next_loop->start = insn;
2628             next_loop->outer = current_loop;
2629             current_loop = next_loop;
2630             break;
2631
2632           case NOTE_INSN_SETJMP:
2633             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2634                enclosing loop.  */
2635             for (loop = current_loop; loop; loop = loop->outer)
2636               {
2637                 loop->invalid = 1;
2638                 if (loop_dump_stream)
2639                   fprintf (loop_dump_stream,
2640                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2641                            INSN_UID (loop->start));
2642               }
2643             break;
2644
2645           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2646             current_loop->cont = insn;
2647             break;
2648           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2649             if (! current_loop)
2650               abort ();
2651
2652             current_loop->end = insn;
2653             verify_dominator (current_loop);
2654             current_loop = current_loop->outer;
2655             break;
2656
2657           default:
2658             break;
2659           }
2660       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2661          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop->dominator.  */
2662       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2663                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2664                && current_loop)
2665         {
2666           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2667
2668           if (! any_condjump_p (insn))
2669             label = NULL_RTX;
2670
2671           loop = current_loop;
2672           do
2673             {
2674               /* First see if we care about this loop.  */
2675               if (loop->cont && loop->cont_dominator != const0_rtx)
2676                 {
2677                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2678                      loop->const_dominator.  */
2679                   if (! label)
2680                     loop->cont_dominator = const0_rtx;
2681                   else
2682                     /* Check if the destination is between loop start and
2683                        cont.  */
2684                     if ((INSN_LUID (label)
2685                          < INSN_LUID (loop->cont))
2686                         && (INSN_LUID (label)
2687                             > INSN_LUID (loop->start))
2688                         /* And if there is no later destination already
2689                            recorded.  */
2690                         && (! loop->cont_dominator
2691                             || (INSN_LUID (label)
2692                                 > INSN_LUID (loop->cont_dominator))))
2693                       loop->cont_dominator = label;
2694                 }
2695               loop = loop->outer;
2696             }
2697           while (loop);
2698         }
2699
2700       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2701          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2702       uid_loop[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2703     }
2704
2705   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2706      because it can be jumped into from anywhere.  */
2707
2708   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2709     {
2710       for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2711            loop; loop = loop->outer)
2712         loop->invalid = 1;
2713     }
2714
2715   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2716      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2717
2718   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2719     {
2720       for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2721            loop; loop = loop->outer)
2722         loop->invalid = 1;
2723     }
2724
2725   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2726      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2727      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2728      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2729      anywhere.
2730
2731      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2732      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2733      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2734      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2735      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2736      possible second cse pass.  */
2737
2738   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2739     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2740       {
2741         struct loop *this_loop = uid_loop[INSN_UID (insn)];
2742
2743         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2744           {
2745             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2746             if (note)
2747               {
2748                 for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2749                      loop; loop = loop->outer)
2750                   loop->invalid = 1;
2751               }
2752           }
2753
2754         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2755           continue;
2756
2757         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop);
2758
2759         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2760         if (this_loop
2761             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2762                 || (any_uncondjump_p (insn)
2763                     && onlyjump_p (insn)
2764                     && (uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2765                         != this_loop)))
2766             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2767           {
2768             rtx p;
2769             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2770             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
2771             struct loop *dest_loop;
2772             struct loop *outer_loop = NULL;
2773
2774             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2775                or a JUMP_INSN.  */
2776             for (p = PREV_INSN (insn);
2777                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2778                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2779                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2780                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2781                  p = PREV_INSN (p))
2782               ;
2783
2784             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2785                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2786
2787             if (JUMP_LABEL (insn))
2788               {
2789                 dest_loop = uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2790                 if (dest_loop)
2791                   {
2792                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
2793                          outer_loop = outer_loop->outer)
2794                       if (outer_loop == this_loop)
2795                         break;
2796                   }
2797               }
2798
2799             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2800
2801             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2802                 && uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop)
2803               outer_loop = this_loop;
2804
2805             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2806                we have a block of code to try to move.
2807
2808                We look backward and then forward from the target of INSN
2809                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2810                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2811                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2812                and move the block of code to the spot we found.  */
2813
2814             if (! outer_loop
2815                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2816                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2817                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2818                    These always indicate compilation errors.  */
2819                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2820                 && any_condjump_p (p) && onlyjump_p (p)
2821                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
2822                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
2823                    mustn't try.  */
2824                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn), 
2825                                          &last_insn_to_move))
2826               {
2827                 rtx target
2828                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2829                 struct loop *target_loop = uid_loop[INSN_UID (target)];
2830                 rtx loc, loc2;
2831
2832                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2833                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2834                       /* Don't move things inside a tablejump.  */
2835                       && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
2836                           || GET_CODE (loc2) != CODE_LABEL
2837                           || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
2838                           || GET_CODE (loc2) != JUMP_INSN
2839                           || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
2840                               && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
2841                       && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
2842                     break;
2843
2844                 if (loc == 0)
2845                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2846                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2847                         /* Don't move things inside a tablejump.  */
2848                         && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
2849                             || GET_CODE (loc2) != CODE_LABEL
2850                             || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
2851                             || GET_CODE (loc2) != JUMP_INSN
2852                             || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
2853                                 && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
2854                         && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
2855                       break;
2856
2857                 if (loc)
2858                   {
2859                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2860                     rtx new_label = get_label_after (p);
2861
2862                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2863                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2864
2865                     /* Verify that uid_loop is large enough and that
2866                        we can invert P.  */
2867                     if (invert_jump (p, new_label, 1))
2868                       {
2869                         rtx q, r;
2870
2871                         /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2872                            one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2873                            path, we'll need to insert an jump around our block
2874                            and a add a BARRIER before TARGET.
2875
2876                            This creates an extra unconditional jump outside
2877                            the loop.  However, the benefits of removing rarely
2878                            executed instructions from inside the loop usually
2879                            outweighs the cost of the extra unconditional jump
2880                            outside the loop.  */
2881                         if (loc == 0)
2882                           {
2883                             rtx temp;
2884
2885                             temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2886                             temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2887                             JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2888                             LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2889                             loc = emit_barrier_before (target);
2890                           }
2891
2892                         /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2893                            block after LOC.  */
2894                         new_label = squeeze_notes (new_label, 
2895                                                    last_insn_to_move);
2896                         reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
2897
2898                         /* All those insns are now in TARGET_LOOP.  */
2899                         for (q = new_label; 
2900                              q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
2901                              q = NEXT_INSN (q))
2902                           uid_loop[INSN_UID (q)] = target_loop;
2903
2904                         /* The label jumped to by INSN is no longer a loop
2905                            exit.  Unless INSN does not have a label (e.g.,
2906                            it is a RETURN insn), search loop->exit_labels
2907                            to find its label_ref, and remove it.  Also turn
2908                            off LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2909                         if (JUMP_LABEL (insn))
2910                           {
2911                             for (q = 0,
2912                                    r = this_loop->exit_labels;
2913                                  r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2914                               if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2915                                 {
2916                                   LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2917                                   if (q)
2918                                     LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2919                                   else
2920                                     this_loop->exit_labels = LABEL_NEXTREF (r);
2921                                   break;
2922                                 }
2923
2924                             for (loop = this_loop; loop && loop != target_loop;
2925                                  loop = loop->outer)
2926                               loop->exit_count--;
2927
2928                             /* If we didn't find it, then something is
2929                                wrong.  */
2930                             if (! r)
2931                               abort ();
2932                           }
2933
2934                         /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2935                            in loop->exit_labels, and marked as such.
2936                            The easiest way to do this is to just call
2937                            mark_loop_jump again for P.  */
2938                         mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop);
2939
2940                         /* If INSN now jumps to the insn after it,
2941                            delete INSN.  */
2942                         if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2943                             && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2944                                 == next_real_insn (insn)))
2945                           delete_insn (insn);
2946                       }
2947
2948                     /* Continue the loop after where the conditional
2949                        branch used to jump, since the only branch insn
2950                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2951                        branch and hence needs no processing.  */
2952                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2953
2954                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2955                       delete_insn (cond_label);
2956
2957                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2958                     insn = PREV_INSN (insn);
2959                   }
2960               }
2961           }
2962       }
2963 }
2964
2965 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2966    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2967
2968    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2969
2970 static void
2971 mark_loop_jump (x, loop)
2972      rtx x;
2973      struct loop *loop;
2974 {
2975   struct loop *dest_loop;
2976   struct loop *outer_loop;
2977   int i;
2978
2979   switch (GET_CODE (x))
2980     {
2981     case PC:
2982     case USE:
2983     case CLOBBER:
2984     case REG:
2985     case MEM:
2986     case CONST_INT:
2987     case CONST_DOUBLE:
2988     case RETURN:
2989       return;
2990
2991     case CONST:
2992       /* There could be a label reference in here.  */
2993       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
2994       return;
2995
2996     case PLUS:
2997     case MINUS:
2998     case MULT:
2999       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3000       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3001       return;
3002
3003     case LO_SUM:
3004       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3005       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3006       return;
3007
3008     case SIGN_EXTEND:
3009     case ZERO_EXTEND:
3010       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3011       return;
3012
3013     case LABEL_REF:
3014       dest_loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3015
3016       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3017          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3018          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3019          false.  */
3020
3021       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3022          since this does not count as a loop exit.  */
3023       if (dest_loop)
3024         {
3025           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3026                outer_loop = outer_loop->outer)
3027             if (outer_loop == loop)
3028               break;
3029         }
3030       else
3031         outer_loop = NULL;
3032
3033       if (loop && ! outer_loop)
3034         {
3035           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3036           LABEL_NEXTREF (x) = loop->exit_labels;
3037           loop->exit_labels = x;
3038
3039           for (outer_loop = loop;
3040                outer_loop && outer_loop != dest_loop;
3041                outer_loop = outer_loop->outer)
3042             outer_loop->exit_count++;
3043         }
3044
3045       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3046          by it, it invalidates at least one loop.  */
3047
3048       if (! dest_loop)
3049         return;
3050
3051       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3052          label, except those that also contain the jump insn.  */
3053
3054       for (; dest_loop; dest_loop = dest_loop->outer)
3055         {
3056           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3057           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3058             if (dest_loop == outer_loop)
3059               return;
3060
3061           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3062           if (loop_dump_stream && ! dest_loop->invalid)
3063             fprintf (loop_dump_stream,
3064                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3065                      INSN_UID (dest_loop->start));
3066           
3067           dest_loop->invalid = 1;
3068         }
3069       return;
3070
3071     case SET:
3072       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3073       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3074         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop);
3075       return;
3076
3077     case IF_THEN_ELSE:
3078       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3079       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop);
3080       return;
3081
3082     case PARALLEL:
3083     case ADDR_VEC:
3084       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3085         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop);
3086       return;
3087
3088     case ADDR_DIFF_VEC:
3089       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3090         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop);
3091       return;
3092
3093     default:
3094       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3095          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3096          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3097          loop and any containing loops as invalid.  */
3098       if (loop)
3099         {
3100           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3101             {
3102               if (loop_dump_stream && ! outer_loop->invalid)
3103                 fprintf (loop_dump_stream,
3104                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3105                          INSN_UID (outer_loop->start));
3106               outer_loop->invalid = 1;
3107             }
3108         }
3109       return;
3110     }
3111 }
3112 \f
3113 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3114    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3115    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3116    been previously created by loop.c).  */
3117
3118 static int
3119 labels_in_range_p (insn, end)
3120      rtx insn;
3121      int end;
3122 {
3123   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3124     {
3125       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3126         return 1;
3127       insn = NEXT_INSN (insn);
3128     }
3129
3130   return 0;
3131 }
3132
3133 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3134
3135 static void
3136 note_addr_stored (x, y, data)
3137      rtx x;
3138      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3139      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
3140 {
3141   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3142     return;
3143
3144   /* Count number of memory writes.
3145      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3146   num_mem_sets++;
3147
3148   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3149     if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3150     {
3151       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3152         unknown_constant_address_altered = 1;
3153       else
3154         unknown_address_altered = 1;
3155
3156       return;
3157     }
3158
3159   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3160 }
3161
3162 /* X is a value modified by an INSN that references a biv inside a loop
3163    exit test (ie, X is somehow related to the value of the biv).  If X
3164    is a pseudo that is used more than once, then the biv is (effectively)
3165    used more than once.  DATA is really an `int *', and is set if the
3166    biv is used more than once.  */
3167
3168 static void
3169 note_set_pseudo_multiple_uses (x, y, data)
3170      rtx x;
3171      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3172      void *data;
3173 {
3174   if (x == 0)
3175     return;
3176
3177   while (GET_CODE (x) == STRICT_LOW_PART
3178          || GET_CODE (x) == SIGN_EXTRACT
3179          || GET_CODE (x) == ZERO_EXTRACT
3180          || GET_CODE (x) == SUBREG)
3181     x = XEXP (x, 0);
3182
3183   if (GET_CODE (x) != REG || REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3184     return;
3185
3186   /* If we do not have usage information, or if we know the register
3187      is used more than once, note that fact for check_dbra_loop.  */
3188   if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop
3189       || ! VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (x))
3190       || VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (x)) == const0_rtx)
3191     *((int *) data) = 1;
3192 }
3193 \f
3194 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3195
3196    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3197
3198    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3199    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3200    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3201
3202 int
3203 loop_invariant_p (loop, x)
3204      const struct loop *loop;
3205      register rtx x;
3206 {
3207   register int i;
3208   register enum rtx_code code;
3209   register const char *fmt;
3210   int conditional = 0;
3211   rtx mem_list_entry;
3212
3213   if (x == 0)
3214     return 1;
3215   code = GET_CODE (x);
3216   switch (code)
3217     {
3218     case CONST_INT:
3219     case CONST_DOUBLE:
3220     case SYMBOL_REF:
3221     case CONST:
3222       return 1;
3223
3224     case LABEL_REF:
3225       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3226          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3227          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3228          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3229          the address of this label into a register might get moved outside
3230          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3231
3232          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3233          labels.  */
3234       if (flag_unroll_loops)
3235         return 0;
3236       else
3237         return 1;
3238
3239     case PC:
3240     case CC0:
3241     case UNSPEC_VOLATILE:
3242       return 0;
3243
3244     case REG:
3245       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3246          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3247
3248       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3249            || x == arg_pointer_rtx)
3250           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3251         return 1;
3252
3253       if (LOOP_INFO (loop)->has_call
3254           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3255         return 0;
3256
3257       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3258         return 2;
3259
3260       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3261
3262     case MEM:
3263       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3264          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3265          will be rejected also.  */
3266       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3267         return 0;
3268
3269       /* If we had a subroutine call, any location in memory could
3270          have been clobbered.  We used to test here for volatile and
3271          readonly, but true_dependence knows how to do that better
3272          than we do. */
3273       if (RTX_UNCHANGING_P (x)
3274           ? unknown_constant_address_altered : unknown_address_altered)
3275         return 0;
3276
3277       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3278       mem_list_entry = loop_store_mems;
3279       while (mem_list_entry)
3280         {
3281           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3282                                x, rtx_varies_p))
3283             return 0;
3284
3285           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3286         }
3287
3288       /* It's not invalidated by a store in memory
3289          but we must still verify the address is invariant.  */
3290       break;
3291
3292     case ASM_OPERANDS:
3293       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3294       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3295         return 0;
3296       break;
3297       
3298     default:
3299       break;
3300     }
3301
3302   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3303   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3304     {
3305       if (fmt[i] == 'e')
3306         {
3307           int tem = loop_invariant_p (loop, XEXP (x, i));
3308           if (tem == 0)
3309             return 0;
3310           if (tem == 2)
3311             conditional = 1;
3312         }
3313       else if (fmt[i] == 'E')
3314         {
3315           register int j;
3316           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3317             {
3318               int tem = loop_invariant_p (loop, XVECEXP (x, i, j));
3319               if (tem == 0)
3320                 return 0;
3321               if (tem == 2)
3322                 conditional = 1;
3323             }
3324
3325         }
3326     }
3327
3328   return 1 + conditional;
3329 }
3330
3331 \f
3332 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3333    are INSN and the immediately following insns,
3334    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3335    (not counting uses of REG in them).
3336
3337    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3338
3339    We assume that INSN itself is the first set of REG
3340    and that its source is invariant.  */
3341
3342 static int
3343 consec_sets_invariant_p (loop, reg, n_sets, insn)
3344      const struct loop *loop;
3345      int n_sets;
3346      rtx reg, insn;
3347 {
3348   rtx p = insn;
3349   unsigned int regno = REGNO (reg);
3350   rtx temp;
3351   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3352   int count = n_sets - 1;
3353   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3354   int value = 0;
3355   int this;
3356
3357   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3358   if (n_sets == 127)
3359     return 0;
3360
3361   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3362
3363   while (count > 0)
3364     {
3365       register enum rtx_code code;
3366       rtx set;
3367
3368       p = NEXT_INSN (p);
3369       code = GET_CODE (p);
3370
3371       /* If library call, skip to end of it.  */
3372       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3373         p = XEXP (temp, 0);
3374
3375       this = 0;
3376       if (code == INSN
3377           && (set = single_set (p))
3378           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3379           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3380         {
3381           this = loop_invariant_p (loop, SET_SRC (set));
3382           if (this != 0)
3383             value |= this;
3384           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3385             {
3386               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3387                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3388                  notes are OK.  */
3389               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3390                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3391                           && loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0))));
3392               if (this != 0)
3393                 value |= this;
3394             }
3395         }
3396       if (this != 0)
3397         count--;
3398       else if (code != NOTE)
3399         {
3400           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3401           return 0;
3402         }
3403     }
3404
3405   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3406   /* If loop_invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3407   return 1 + (value & 2);
3408 }
3409
3410 #if 0
3411 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3412    to be moved, so we no longer test it.  */
3413
3414 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3415    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3416
3417 static int
3418 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3419      rtx reg, insn;
3420      short *table;
3421 {
3422   register rtx p = insn;
3423   register int regno = REGNO (reg);
3424
3425   while (1)
3426     {
3427       register enum rtx_code code;
3428       p = NEXT_INSN (p);
3429       code = GET_CODE (p);
3430       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3431         return 1;
3432       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3433           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3434           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3435         {
3436           if (! loop_invariant_p (loop, SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3437             return 0;
3438         }
3439     }
3440 }
3441 #endif /* 0 */
3442 \f
3443 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3444    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3445    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3446
3447 static void
3448 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3449      rtx insn;
3450      rtx x;
3451      varray_type usage;
3452 {
3453   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3454   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3455   int i, j;
3456
3457   if (code == REG)
3458     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3459       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0 
3460          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3461         ? const0_rtx : insn;
3462
3463   else if (code == SET)
3464     {
3465       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3466          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3467          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
3468          for it.  */
3469       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3470         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3471       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3472     }
3473   else
3474     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3475       {
3476         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3477           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3478         else if (fmt[i] == 'E')
3479           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3480             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3481       }
3482 }
3483 \f
3484 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3485    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3486
3487 static void
3488 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3489      rtx insn, x;
3490      varray_type may_not_move;
3491      rtx *last_set;
3492 {
3493   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3494     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3495        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3496     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3497
3498   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3499     {
3500       rtx dest = SET_DEST (x);
3501       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3502              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3503              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3504              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3505         dest = XEXP (dest, 0);
3506       if (GET_CODE (dest) == REG)
3507         {
3508           register int regno = REGNO (dest);
3509           /* If this is the first setting of this reg
3510              in current basic block, and it was set before,
3511              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3512              be moved out of the loop.  */
3513           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0 
3514               && last_set[regno] == 0)
3515             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3516           /* If this is not first setting in current basic block,
3517              see if reg was used in between previous one and this.
3518              If so, neither one can be moved.  */
3519           if (last_set[regno] != 0
3520               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3521             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3522           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3523             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3524           last_set[regno] = insn;
3525         }
3526     }
3527 }
3528
3529 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3530    that is modified by an insn between FROM and TO.
3531    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3532    stop incrementing it, to avoid overflow.
3533
3534    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3535    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3536    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3537    in which case this processing is not done.
3538
3539    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3540    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3541
3542 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3543    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3544
3545 static void
3546 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3547      register rtx from, to;
3548      varray_type may_not_move;
3549      varray_type single_usage;
3550      int *count_ptr;
3551      int nregs;
3552 {
3553   register rtx *last_set = (rtx *) xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
3554   register rtx insn;
3555   register int count = 0;
3556
3557   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3558     {
3559       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3560         {
3561           ++count;
3562
3563           /* Record registers that have exactly one use.  */
3564           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3565
3566           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3567           if (REG_NOTES (insn))
3568             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3569
3570           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3571               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3572             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3573           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3574             {
3575               register int i;
3576               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3577                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3578                                may_not_move, last_set);
3579             }
3580         }
3581
3582       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3583         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3584     }
3585   *count_ptr = count;
3586
3587   /* Clean up.  */
3588   free (last_set);
3589 }
3590 \f
3591 /* Given a loop that is bounded by LOOP->START and LOOP->END and that
3592    is entered at LOOP->SCAN_START, return 1 if the register set in SET
3593    contained in insn INSN is used by any insn that precedes INSN in
3594    cyclic order starting from the loop entry point.
3595
3596    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3597    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3598    from an inner loop past two loops.  */
3599
3600 static int
3601 loop_reg_used_before_p (loop, set, insn)
3602      const struct loop *loop;
3603      rtx set, insn;
3604 {
3605   rtx reg = SET_DEST (set);
3606   rtx p;
3607
3608   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3609      are done.  Otherwise, if we hit LOOP->END, wrap around to LOOP->START.  */
3610   for (p = loop->scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3611     {
3612       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3613           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3614         return 1;
3615
3616       if (p == loop->end)
3617         p = loop->start;
3618     }
3619
3620   return 0;
3621 }
3622 \f
3623 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3624    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3625 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3626    value is a linear function of a biv.  */
3627
3628 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3629    Givs by `general_induction_var'.  */
3630
3631 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3632    induction variable, and if so what type.  */
3633
3634 varray_type reg_iv_type;
3635
3636 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3637    if register is an induction variable.  This holds general info for
3638    all induction variables.  */
3639
3640 varray_type reg_iv_info;
3641
3642 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3643    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3644    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3645    to.  */
3646
3647 struct iv_class **reg_biv_class;
3648
3649 /* The head of a list which links together (via the next field)
3650    every iv class for the current loop.  */
3651
3652 struct iv_class *loop_iv_list;
3653
3654 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3655    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3656    separately.  */
3657 unsigned int first_increment_giv, last_increment_giv;
3658
3659 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3660
3661 static rtx note_insn;
3662
3663 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3664
3665 static rtx addr_placeholder;
3666
3667 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3668    for the strength reduction code.  */
3669
3670 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3671    bivs, may cause problems.  */
3672
3673 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3674    performance problems.
3675
3676    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3677    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3678    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3679    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3680    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3681    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3682
3683 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3684    positive.  */
3685
3686 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3687    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3688    e.g. the VAX acb insn.  */
3689
3690 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3691    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3692    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3693 \f
3694 /* Scan the loop body and call FNCALL for each insn.  In the addition to the
3695    LOOP and INSN parameters pass MAYBE_MULTIPLE and NOT_EVERY_ITERATION to the
3696    callback.
3697  
3698    NOT_EVERY_ITERATION if current insn is not executed at least once for every
3699    loop iteration except for the last one.
3700
3701    MAYBE_MULTIPLE is 1 if current insn may be executed more than once for every
3702    loop iteration.
3703  */
3704 void
3705 for_each_insn_in_loop (loop, fncall)
3706      struct loop *loop;
3707      loop_insn_callback fncall;
3708 {
3709   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3710      iteration.  */
3711   int not_every_iteration = 0;
3712   int maybe_multiple = 0;
3713   int past_loop_latch = 0;
3714   int loop_depth = 0;
3715   rtx p;
3716
3717   /* If loop_scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3718      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3719   if (prev_nonnote_insn (loop->scan_start) != prev_nonnote_insn (loop->start))
3720     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (loop, loop->scan_start);
3721
3722   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3723
3724   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
3725        p != NULL_RTX;
3726        p = next_insn_in_loop (loop, p))
3727     {
3728       p = fncall (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple);
3729
3730       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3731          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3732          jump insn between here and the end of the loop either
3733          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3734          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3735
3736       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3737         {
3738           rtx insn = p;
3739
3740           maybe_multiple = 0;
3741
3742           while (1)
3743             {
3744               insn = NEXT_INSN (insn);
3745               if (insn == loop->scan_start)
3746                 break;
3747               if (insn == loop->end)
3748                 {
3749                   if (loop->top != 0)
3750                     insn = loop->top;
3751                   else
3752                     break;
3753                   if (insn == loop->scan_start)
3754                     break;
3755                 }
3756
3757               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3758                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3759                   && (!any_condjump_p (insn)
3760                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3761                           && JUMP_LABEL (insn) != loop->scan_start
3762                           && !loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3763                 {
3764                   maybe_multiple = 1;
3765                   break;
3766                 }
3767             }
3768         }
3769
3770       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3771          on whether they will be executed during each iteration.  */
3772       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3773          code in scan_loop.  */
3774       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3775       /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3776          beginning, don't set not_every_iteration for that.
3777          This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3778          will be executed if the loop is executed.  */
3779           && !(JUMP_LABEL (p) == loop->top
3780              && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
3781                   && any_uncondjump_p (p))
3782                  || (NEXT_INSN (p) == loop->end && any_condjump_p (p)))))
3783         {
3784           rtx label = 0;
3785
3786           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3787              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3788              loop->exits_labels list.  */
3789
3790           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3791             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3792               break;
3793
3794           if (!label)
3795             not_every_iteration = 1;
3796         }
3797
3798       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3799         {
3800           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3801              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3802              even though the exit code has been duplicated.
3803
3804              Insns are also again known to be executed each iteration at
3805              the LOOP_CONT note.  */
3806           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3807                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3808               && loop_depth == 0)
3809             not_every_iteration = 0;
3810           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3811             loop_depth++;
3812           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3813             loop_depth--;
3814         }
3815
3816       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
3817          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
3818          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
3819          a new loop iteration.
3820
3821          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
3822          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
3823          which immediately follows LOOP_START.  */
3824       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3825           && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop->start))
3826         past_loop_latch = 1;
3827
3828       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3829          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3830          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3831          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3832
3833          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3834          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
3835          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
3836          executed each iteration.  */
3837
3838       if (not_every_iteration
3839           && !past_loop_latch
3840           && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3841           && no_labels_between_p (p, loop->end)
3842           && loop_insn_first_p (p, loop->cont))
3843         not_every_iteration = 0;
3844     }
3845 }
3846 \f
3847 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  
3848
3849    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3850    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3851    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3852    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3853    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.   */
3854
3855 static void
3856 strength_reduce (loop, insn_count, flags)
3857      struct loop *loop;
3858      int insn_count;
3859      int flags;
3860 {
3861   rtx p;
3862   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3863   struct iv_class *bl, **backbl;
3864   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3865   /* Ratio of extra register life span we can justify
3866      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3867      since in that case saving an insn makes more difference
3868      and more registers are available.  */
3869   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3870   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3871   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3872   rtx *reg_map = NULL;
3873   int reg_map_size;
3874   int call_seen;
3875   rtx test;
3876   rtx end_insert_before;
3877   int n_extra_increment;
3878   int unrolled_insn_copies = 0;
3879   rtx loop_start = loop->start;
3880   rtx loop_end = loop->end;
3881   rtx loop_scan_start = loop->scan_start;
3882
3883   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3884   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3885   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3886     xcalloc (max_reg_before_loop, sizeof (struct iv_class *));
3887
3888   loop_iv_list = 0;
3889   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3890
3891   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3892      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3893      order (i.e. loop order). 
3894
3895      If loop_end is the end of the current function, then emit a 
3896      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3897      dummy note insn.  */
3898   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3899     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3900   else
3901     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3902
3903   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_bivs);
3904
3905   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3906      Make a sanity check against n_times_set.  */
3907   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3908     {
3909       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3910           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3911           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3912           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3913           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3914              move.  So leave it alone.  */
3915           || ! bl->incremented)
3916         {
3917           if (loop_dump_stream)
3918             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3919                      bl->regno,
3920                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3921                       ? "not induction variable"
3922                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3923                          : "count error")));
3924           
3925           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3926           *backbl = bl->next;
3927         }
3928       else
3929         {
3930           backbl = &bl->next;
3931
3932           if (loop_dump_stream)
3933             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3934         }
3935     }
3936
3937   /* Exit if there are no bivs.  */
3938   if (! loop_iv_list)
3939     {
3940       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3941          strength reduction info available.  */
3942       if (flags & LOOP_UNROLL)
3943         unroll_loop (loop, insn_count, end_insert_before, 0);
3944
3945       goto egress;
3946     }
3947
3948   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3949      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3950
3951   call_seen = 0;
3952   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3953     {
3954       note_insn = p;
3955
3956       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3957         call_seen = 1;
3958
3959       if (INSN_P (p))
3960         note_stores (PATTERN (p), record_initial, NULL);
3961
3962       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3963          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3964          constants and registers and only certain of those.  */
3965       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3966           && JUMP_LABEL (p) != 0
3967           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3968           && (test = get_condition_for_loop (loop, p)) != 0
3969           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3970           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3971           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3972           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3973           && bl->init_insn == 0)
3974         {
3975           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3976           if (GET_CODE (test) == NE)
3977             {
3978               bl->init_insn = p;
3979               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3980                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3981             }
3982           else
3983             bl->initial_test = test;
3984         }
3985     }
3986
3987   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3988      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3989      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3990   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3991     {
3992       rtx src;
3993       rtx note;
3994
3995       if (! bl->init_insn)
3996         continue;
3997
3998       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3999          is a constant, use the value of that.  */
4000       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
4001            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
4002           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
4003               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
4004         src = XEXP (note, 0);
4005       else
4006         src = SET_SRC (bl->init_set);
4007
4008       if (loop_dump_stream)
4009         fprintf (loop_dump_stream,
4010                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
4011                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
4012
4013       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
4014            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4015           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
4016         {
4017           bl->initial_value = src;
4018
4019           if (loop_dump_stream)
4020             {
4021               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
4022                 {
4023                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
4024                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
4025                 }
4026               else
4027                 {
4028                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
4029                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4030                 }
4031             }
4032         }
4033       else
4034         {
4035           struct iv_class *bl2 = 0;
4036           rtx increment = NULL_RTX;
4037
4038           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
4039              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
4040              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
4041              For simplicity, we only handle the case where there is but a
4042              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
4043           if (bl->biv_count == 1
4044               && bl->regno < max_reg_before_loop
4045               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4046               && GET_CODE (src) == PLUS
4047               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
4048               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4049               && ((increment = biv_total_increment (bl)) != NULL_RTX))
4050             {
4051               unsigned int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4052
4053               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4054                 if (bl2->regno == regno)
4055                   break;
4056             }
4057         
4058           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4059           if (bl2
4060               && bl2->biv_count == 1
4061               && rtx_equal_p (increment, biv_total_increment (bl2))
4062               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4063                  without any intervening labels.  */
4064               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4065                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4066               /* The register from BL2 must be set before the register from
4067                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4068                  the former set.  Currently there can't be any labels
4069                  in-between when biv_total_increment returns nonzero both times
4070                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4071                  gets used to set always_computable.  */
4072               && (loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4073                   ? no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4074                   : (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4075                                            bl2->biv->insn)
4076                      && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4077               && validate_change (bl->biv->insn,
4078                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4079                                   copy_rtx (src), 0))
4080             {
4081               rtx dominator = loop->cont_dominator;
4082               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4083               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4084               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4085
4086               if (loop_dump_stream)
4087                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4088               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4089               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4090               reg_biv_class[bl->regno] = (struct iv_class *) NULL_PTR;
4091               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4092                  before the first giv use.  */
4093               if (dominator
4094                   && ! loop_insn_first_p (dominator, loop_scan_start)
4095                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4096                                           dominator)
4097                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4098                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4099                 {
4100                   rtx p;
4101                   rtx next;
4102
4103                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4104                     {
4105                       if (GET_CODE (next) == JUMP_INSN
4106                           || (INSN_P (next)
4107                               && insn_dependent_p (giv_insn, next)))
4108                         break;
4109 #ifdef HAVE_cc0
4110                       if (! INSN_P (next)
4111                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4112 #endif
4113                         dominator = next;
4114                     }
4115                   if (loop_dump_stream)
4116                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4117                              INSN_UID (dominator));
4118                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4119                      and adjusting all luids in the range.  */
4120                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4121                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4122                     p = PREV_INSN (p);
4123                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4124                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4125                      this giv, delete it.  */
4126                   if (single_set (bl->init_insn)
4127                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4128                     delete_insn (bl->init_insn);
4129                 }
4130               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4131                 {
4132                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4133                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4134                     p = PREV_INSN (p);
4135                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4136                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4137                                  INSN_LUID (p));
4138                 }
4139               /* Remove this biv from the chain.  */
4140               *backbl = bl->next;
4141             }
4142
4143           /* If we can't make it a giv,
4144              let biv keep initial value of "itself".  */
4145           else if (loop_dump_stream)
4146             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4147         }
4148     }
4149
4150   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4151      all but the last increment into a giv.  */
4152
4153   /* Get an upper bound for the number of registers
4154      we might have after all bivs have been processed.  */
4155   first_increment_giv = max_reg_num ();
4156   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4157     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4158
4159   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4160      replacements to take place, since this could loose the volatile
4161      markers.  */
4162   if (n_extra_increment  && ! loop_info->has_volatile)
4163     {
4164       unsigned int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4165
4166       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4167       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4168       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4169
4170       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4171         {
4172           struct induction **vp, *v, *next;
4173           int biv_dead_after_loop = 0;
4174
4175           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this
4176              first.  */
4177           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4178             {
4179               next = v->next_iv;
4180               v->next_iv = bl->biv;
4181               bl->biv = v;
4182             }
4183
4184           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4185              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4186              would mean that we'd be missing an increment for the final
4187              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4188              the first part of the test to set bl->eliminable.
4189              We don't check here if we can calculate the final value, since
4190              this can't succeed if we already know that there is a jump
4191              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4192              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4193              implies that the jump destination is outside the loop.
4194              If we want to make this check more sophisticated, we should
4195              check each branch between v->insn and next->insn individually
4196              to see if the biv is dead at its destination.  */
4197
4198           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4199               && bl->init_insn
4200               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4201               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4202                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4203 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4204               && ! bl->nonneg
4205 #endif
4206               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4207             biv_dead_after_loop = 1;
4208
4209           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4210             {
4211               HOST_WIDE_INT offset;
4212               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn, note;
4213               int old_regno, new_regno;
4214               rtx next_loc_insn;
4215
4216               if (! v->always_executed
4217                   || v->maybe_multiple
4218                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4219                   || ! next->always_executed
4220                   || next->maybe_multiple
4221                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4222                   || v->mult_val != const1_rtx
4223                   || next->mult_val != const1_rtx
4224                   || ! (biv_dead_after_loop
4225                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4226                 {
4227                   vp = &v->next_iv;
4228                   continue;
4229                 }
4230               offset = INTVAL (v->add_val);
4231               set = single_set (v->insn);
4232               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4233               old_reg = v->dest_reg;
4234               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4235     
4236               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4237                  have been allocated with some slop space, so we may not
4238                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4239                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4240               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4241                 {
4242                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4243                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4244                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4245                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4246                   VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
4247                 }
4248     
4249               /* Some bivs are incremented with a multi-insn sequence.
4250                  The first insn contains the add.  */
4251               next_loc_insn = next->insn;
4252               while (! loc_mentioned_in_p (next->location,
4253                                            PATTERN (next_loc_insn)))
4254                 next_loc_insn = PREV_INSN (next_loc_insn);
4255
4256               if (next_loc_insn == v->insn)
4257                 abort ();
4258
4259               if (! validate_change (next_loc_insn, next->location, add_val, 0))
4260                 {
4261                   vp = &v->next_iv;
4262                   continue;
4263                 }
4264
4265               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4266                  it into the uses.  */
4267
4268               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4269
4270               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4271                    p != next_loc_insn;
4272                    p = next_insn_in_loop (loop, p))
4273                 {
4274                   if (!INSN_P (p))
4275                     continue;
4276                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4277                     {
4278                       last_use_insn = p;
4279                     }
4280                 }
4281
4282               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4283                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4284                  of an inner loop, so there is little point in making this
4285                  a DEST_REG giv anyways.  */
4286               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4287                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4288                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4289                 {
4290                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4291                   if (! validate_change (next_loc_insn, next->location,
4292                       next->add_val, 0))
4293                     abort ();
4294                   vp = &v->next_iv;
4295                   continue;
4296                 }
4297               next->add_val = add_val;
4298               v->dest_reg = dest_reg;
4299               v->giv_type = DEST_REG;
4300               v->location = &SET_SRC (set);
4301               v->cant_derive = 0;
4302               v->combined_with = 0;
4303               v->maybe_dead = 0;
4304               v->derive_adjustment = 0;
4305               v->same = 0;
4306               v->ignore = 0;
4307               v->new_reg = 0;
4308               v->final_value = 0;
4309               v->same_insn = 0;
4310               v->auto_inc_opt = 0;
4311               v->unrolled = 0;
4312               v->shared = 0;
4313               v->derived_from = 0;
4314               v->always_computable = 1;
4315               v->always_executed = 1;
4316               v->replaceable = 1;
4317               v->no_const_addval = 0;
4318     
4319               old_regno = REGNO (old_reg);
4320               new_regno = REGNO (dest_reg);
4321               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4322               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4323               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4324               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4325               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4326     
4327               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4328               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4329
4330               /* If next_insn has a REG_EQUAL note that mentiones OLD_REG,
4331                  it must be replaced.  */
4332               note = find_reg_note (next->insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
4333               if (note && reg_mentioned_p (old_reg, XEXP (note, 0)))
4334                 XEXP (note, 0) = copy_rtx (SET_SRC (single_set (next->insn)));
4335
4336               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4337                  and record it as a giv.  */
4338               *vp = next;
4339               bl->biv_count--;
4340               v->next_iv = bl->giv;
4341               bl->giv = v;
4342               bl->giv_count++;
4343               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4344               bl->total_benefit += v->benefit;
4345     
4346               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4347                  the replaced increment and the next increment, and
4348                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4349               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4350                    p != next_loc_insn;
4351                    p = next_insn_in_loop (loop, p))
4352                 {
4353                   rtx note;
4354     
4355                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4356                     continue;
4357                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4358                     {
4359                       last_use_insn = p;
4360                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4361                         abort ();
4362                     }
4363                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4364                     {
4365                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4366                         XEXP (note, 0)
4367                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4368                     }
4369                 }
4370     
4371               v->last_use = last_use_insn;
4372               v->lifetime = INSN_LUID (last_use_insn) - INSN_LUID (v->insn);
4373               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4374                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4375                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4376               if (v->lifetime == 0)
4377                 v->ignore = 1;
4378
4379               if (loop_dump_stream)
4380                 fprintf (loop_dump_stream,
4381                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4382                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4383             }
4384         }
4385     }
4386   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4387
4388   /* Search the loop for general induction variables.  */
4389
4390   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_givs);
4391
4392   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4393      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4394      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4395      fail if the iteration variable is a giv.  */
4396
4397   loop_iterations (loop);
4398
4399   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4400      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4401      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4402      so that final_giv_value will work correctly.  */
4403
4404   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4405     {
4406       struct induction *v;
4407
4408       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4409         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4410           check_final_value (loop, v);
4411     }
4412
4413   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4414      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4415      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4416   check_dbra_loop (loop, insn_count);
4417
4418   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4419      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4420      reg_iv_type for a suitable size.  */
4421   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4422   reg_map = (rtx *) xcalloc (reg_map_size, sizeof (rtx));
4423
4424   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4425      variable elimination.  */
4426
4427   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4428     {
4429       struct induction *v;
4430       int benefit;
4431       int all_reduced;
4432       rtx final_value = 0;
4433       unsigned int nregs;
4434
4435       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4436          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4437          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4438          what its final value will be.
4439
4440          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4441          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4442          this biv.  */
4443
4444       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4445          We aren't concerned with any uses of the biv between
4446          init_insn and loop_start since these won't be affected
4447          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4448          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4449          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4450
4451       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4452            && bl->init_insn
4453            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4454            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4455 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4456            && ! bl->nonneg
4457 #endif
4458            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4459           || ((final_value = final_biv_value (loop, bl))
4460 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4461               && ! bl->nonneg
4462 #endif
4463               ))
4464         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (loop, bl, 0, threshold, 
4465                                               insn_count);
4466       else
4467         {
4468           if (loop_dump_stream)
4469             {
4470               fprintf (loop_dump_stream,
4471                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4472                        bl->regno);
4473               fprintf (loop_dump_stream,
4474                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4475                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4476                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4477             }
4478         }
4479
4480       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4481       combine_givs (bl);
4482
4483       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4484          biv have been strength reduced.
4485          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4486       all_reduced = 1;
4487
4488       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4489          it.  Skip giv's combined with others.  */
4490       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4491         {
4492           struct induction *tv;
4493
4494           if (v->ignore || v->same)
4495             continue;
4496
4497           benefit = v->benefit;
4498
4499           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4500              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4501              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4502              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4503              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4504              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4505              a cost.  Similar situations exist.  */
4506           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4507              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4508              be necessary.  */
4509           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4510               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4511             benefit -= copy_cost;
4512
4513           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4514              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4515           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4516
4517           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4518              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4519              This decision can be made independently for each giv.  */
4520
4521 #ifdef AUTO_INC_DEC
4522           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4523              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4524              add_cost that was done above).  */
4525           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4526               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4527             {
4528               if (HAVE_POST_INCREMENT
4529                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4530                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4531               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4532                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4533                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4534               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4535                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4536                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4537               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4538                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4539                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4540             }
4541 #endif
4542
4543           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4544              flag, and clear all_reduced.  */
4545
4546           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4547              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4548              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4549              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4550              exit.  */
4551
4552           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4553               && ! bl->reversed )
4554             {
4555               if (loop_dump_stream)
4556                 fprintf (loop_dump_stream,
4557                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4558                          INSN_UID (v->insn),
4559                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4560               v->ignore = 1;
4561               all_reduced = 0;
4562             }
4563           else
4564             {
4565               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4566                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4567
4568               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4569                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4570                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4571                   {
4572                     if (loop_dump_stream)
4573                       fprintf (loop_dump_stream,
4574                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4575                                INSN_UID (v->insn));
4576                     v->ignore = 1;
4577                     all_reduced = 0;
4578                     break;
4579                   }
4580             }
4581         }
4582
4583       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4584          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4585          dead and should not be used to derive another giv nor to
4586          eliminate a biv.  */
4587       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4588         {
4589           if (v->ignore
4590               || (v->same && v->same->ignore))
4591             continue;
4592
4593           if (v->last_use)
4594             {
4595               struct induction *v1;
4596
4597               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4598                 if (v->last_use == v1->insn)
4599                   v->maybe_dead = 1;
4600             }
4601           else if (v->giv_type == DEST_REG
4602               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4603             {
4604               struct induction *v1;
4605
4606               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4607                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4608                   v->maybe_dead = 1;
4609             }
4610         }
4611
4612       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4613          combinations to reduce register pressure.
4614          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4615          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4616          reallocation here since it allows to check if there are still
4617          more bivs to process.  */
4618       nregs = max_reg_num ();
4619       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4620         {
4621           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4622              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4623           if (bl->next)
4624             nregs += nregs / 4;
4625           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4626           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4627           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4628         }
4629       recombine_givs (loop, bl, flags & LOOP_UNROLL);
4630
4631       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4632
4633       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4634         {
4635           struct induction *tv;
4636           if (! v->ignore && v->same == 0)
4637             {
4638               int auto_inc_opt = 0;
4639
4640               /* If the code for derived givs immediately below has already
4641                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4642               if (! v->new_reg)
4643                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4644
4645               if (v->derived_from)
4646                 {
4647                   struct induction *d = v->derived_from;
4648
4649                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4650                      to replace it in v->insn now.  */
4651                   if (! d->new_reg)
4652                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4653                   PATTERN (v->insn)
4654                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4655                   PATTERN (v->insn)
4656                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4657                   /* For each place where the biv is incremented, add an
4658                      insn to set the new, reduced reg for the giv.
4659                      We used to do this only for biv_count != 1, but
4660                      this fails when there is a giv after a single biv
4661                      increment, e.g. when the last giv was expressed as
4662                      pre-decrement.  */
4663                   for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4664                     {
4665                       /* We always emit reduced giv increments before the
4666                          biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4667                          emitting the add insns for derived givs after the
4668                          biv increment, they pick up the updated value of
4669                          the reduced giv.
4670                          If the reduced giv is processed with
4671                          auto_inc_opt == 1, then it is incremented earlier
4672                          than the biv, hence we'll still pick up the right
4673                          value.
4674                          If it's processed with auto_inc_opt == -1,
4675                          that implies that the biv increment is before the
4676                          first reduced giv's use.  The derived giv's lifetime
4677                          is after the reduced giv's lifetime, hence in this
4678                          case, the biv increment doesn't matter.  */
4679                       emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)), tv->insn);
4680                     }
4681                   continue;
4682                 }
4683
4684 #ifdef AUTO_INC_DEC
4685               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4686                  this is an address giv, then try to put the increment
4687                  immediately after its use, so that flow can create an
4688                  auto-increment addressing mode.  */
4689               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4690                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4691                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4692                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4693                   && ! bl->reversed
4694                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4695                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4696                 {
4697                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4698                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4699                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4700
4701                      We simplify this by looking for the common case where
4702                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4703                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4704                      increment occurs after the address giv, then we can
4705                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4706                      would have to go before other_giv, and we would not be
4707                      able to combine it with the address giv to get an
4708                      auto-inc address.)  */
4709                   if (v->combined_with)
4710                     {
4711                       struct induction *other_giv = 0;
4712
4713                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4714                         if (tv->same == v)
4715                           {
4716                             if (other_giv)
4717                               break;
4718                             else
4719                               other_giv = tv;
4720                           }
4721                       if (! tv && other_giv
4722                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4723                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4724                               == INSN_UID (v->insn))
4725                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4726                         auto_inc_opt = 1;
4727                     }
4728                   /* Check for case where increment is before the address
4729                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4730                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4731                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop_scan_start)
4732                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4733                                     > INSN_LUID (loop_scan_start))))
4734                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop_scan_start)
4735                                && (INSN_LUID (loop_scan_start)
4736                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4737                     auto_inc_opt = -1;
4738                   else
4739                     auto_inc_opt = 1;
4740
4741 #ifdef HAVE_cc0
4742                   {
4743                     rtx prev;
4744
4745                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4746                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4747                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4748                         || (auto_inc_opt == -1
4749                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4750                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4751                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4752                       auto_inc_opt = 0;
4753                   }
4754 #endif
4755
4756                   if (auto_inc_opt)
4757                     v->auto_inc_opt = 1;
4758                 }
4759 #endif
4760
4761               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4762                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4763               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4764                 {
4765                   rtx insert_before;
4766
4767                   if (! auto_inc_opt)
4768                     insert_before = tv->insn;
4769                   else if (auto_inc_opt == 1)
4770                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4771                   else
4772                     insert_before = v->insn;
4773
4774                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4775                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4776                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4777                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4778                     /* A multiply is acceptable here
4779                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4780                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4781                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4782                 }
4783
4784               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4785
4786               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4787                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4788             }
4789         }
4790
4791       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4792          as not reduced.
4793          
4794          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4795          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4796          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4797
4798       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4799         {
4800           if (v->same && v->same->ignore)
4801             v->ignore = 1;
4802
4803           if (v->ignore)
4804             continue;
4805
4806           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4807              replaced.  */
4808           if (v->same)
4809             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4810                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4811
4812           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4813             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4814                this giv.  */
4815             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4816           else if (v->replaceable)
4817             {
4818               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4819
4820 #if 0
4821               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4822                  this is unnecessary now?  */
4823
4824               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4825                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4826
4827                  However, especially when unrolling loops, the special
4828                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4829                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4830                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4831                  We can not delete the original insn, since it may be part
4832                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4833                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4834               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4835                                v->insn);
4836 #endif
4837             }
4838           else
4839             {
4840               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4841                  the reduced giv, same as above.  */
4842               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4843                                v->insn);
4844             }
4845
4846           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4847              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4848              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4849              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4850              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4851           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4852             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4853                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4854           else if (v->final_value)
4855             {
4856               rtx insert_before;
4857
4858               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4859                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4860                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4861                  since this is slightly more efficient.  */
4862               if (loop->exit_count)
4863                 insert_before = loop_start;
4864               else
4865                 insert_before = end_insert_before;
4866               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4867                                 insert_before);
4868
4869 #if 0
4870               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4871                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4872                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4873                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4874                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4875                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4876                  matter that the original insn remains because it is dead
4877                  anyways.  */
4878               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4879                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4880               delete_insn (v->insn);
4881 #endif
4882             }
4883
4884           if (loop_dump_stream)
4885             {
4886               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4887                        INSN_UID (v->insn));
4888               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4889               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4890             }
4891         }
4892
4893       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4894          merit it.  */
4895
4896       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4897          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4898          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4899          combined with.
4900
4901          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4902          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4903          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4904          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4905          used from the simpler giv.  */
4906
4907       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4908         if (! v->maybe_dead && v->same)
4909           v->same->maybe_dead = 0;
4910
4911       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4912          This won't work if ! all_reduced,
4913          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4914
4915          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
4916          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
4917          be used as a biv replacement.  
4918
4919          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4920          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4921          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
4922          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4923          replace it with a compare with a constant will fail.
4924
4925          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4926          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4927          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4928
4929       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
4930           && maybe_eliminate_biv (loop, bl, 1, threshold, insn_count))
4931         {
4932           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4933              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4934              we might want to rewrite it also.  This way some later
4935              pass has more hope of removing the initialization of this
4936              biv entirely.  */
4937
4938           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4939              and we must emit an insn to set it just in case.
4940
4941              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
4942              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
4943              proper final value for such a biv here anyways.  */
4944           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
4945             {
4946               rtx insert_before;
4947
4948               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4949                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4950                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
4951                  loop, since this is slightly more efficient.  */
4952               if (loop->exit_count)
4953                 insert_before = loop_start;
4954               else
4955                 insert_before = end_insert_before;
4956
4957               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
4958                                 end_insert_before);
4959             }
4960
4961 #if 0
4962           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
4963              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
4964              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
4965           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
4966              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
4967              will only succeed when there are multiple exits if the biv
4968              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
4969              insn remains, because it is dead anyways.  */
4970           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
4971             delete_insn (v->insn);
4972 #endif
4973
4974           if (loop_dump_stream)
4975             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
4976                      bl->regno);
4977         }
4978     }
4979
4980   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
4981      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
4982
4983   for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
4984     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4985         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4986       {
4987         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
4988         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
4989         INSN_CODE (p) = -1;
4990       }
4991
4992   if (loop_info->n_iterations > 0)
4993     {
4994       /* When we completely unroll a loop we will likely not need the increment
4995          of the loop BIV and we will not need the conditional branch at the
4996          end of the loop.  */
4997       unrolled_insn_copies = insn_count - 2;
4998
4999 #ifdef HAVE_cc0
5000       /* When we completely unroll a loop on a HAVE_cc0 machine we will not
5001          need the comparison before the conditional branch at the end of the
5002          loop.  */
5003       unrolled_insn_copies -= 1;
5004 #endif
5005
5006       /* We'll need one copy for each loop iteration.  */
5007       unrolled_insn_copies *= loop_info->n_iterations;
5008
5009       /* A little slop to account for the ability to remove initialization
5010          code, better CSE, and other secondary benefits of completely
5011          unrolling some loops.  */
5012       unrolled_insn_copies -= 1;
5013
5014       /* Clamp the value.  */
5015       if (unrolled_insn_copies < 0)
5016         unrolled_insn_copies = 0;
5017     }
5018   
5019   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5020      induction variable information that strength_reduce has already
5021      collected.  Always unroll loops that would be as small or smaller
5022      unrolled than when rolled.  */
5023   if ((flags & LOOP_UNROLL)
5024       || (loop_info->n_iterations > 0
5025           && unrolled_insn_copies <= insn_count))
5026     unroll_loop (loop, insn_count, end_insert_before, 1);
5027
5028 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5029   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5030   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && (flags & LOOP_BCT)
5031       && flag_branch_on_count_reg)
5032     insert_bct (loop);
5033 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5034
5035   if (loop_dump_stream)
5036     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5037
5038 egress:
5039   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5040   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5041   free (reg_biv_class);
5042   if (reg_map)
5043     free (reg_map);
5044 }
5045 \f
5046 /*Record all basic induction variables calculated in the insn.  */
5047 static rtx
5048 check_insn_for_bivs (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple)
5049      struct loop *loop;
5050      rtx p;
5051      int not_every_iteration;
5052      int maybe_multiple;
5053 {
5054   rtx set;
5055   rtx dest_reg;
5056   rtx inc_val;
5057   rtx mult_val;
5058   rtx *location;
5059
5060   if (GET_CODE (p) == INSN
5061       && (set = single_set (p))
5062       && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
5063     {
5064       dest_reg = SET_DEST (set);
5065       if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
5066           && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
5067           && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
5068         {
5069           if (basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
5070                                    GET_MODE (SET_SRC (set)),
5071                                    dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
5072                                    &location))
5073             {
5074               /* It is a possible basic induction variable.
5075                  Create and initialize an induction structure for it.  */
5076
5077               struct induction *v
5078               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5079
5080               record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5081                           not_every_iteration, maybe_multiple);
5082               REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
5083             }
5084           else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
5085             REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
5086         }
5087     }
5088   return p;
5089 }
5090 \f
5091 /* Record all givs calculated in the insn.  
5092    A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
5093    biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
5094 static rtx
5095 check_insn_for_givs (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple)
5096      struct loop *loop;
5097      rtx p;
5098      int not_every_iteration;
5099      int maybe_multiple;
5100 {
5101   rtx set;
5102   /* Look for a general induction variable in a register.  */
5103   if (GET_CODE (p) == INSN
5104       && (set = single_set (p))
5105       && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5106       && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
5107     {
5108       rtx src_reg;
5109       rtx dest_reg;
5110       rtx add_val;
5111       rtx mult_val;
5112       int benefit;
5113       rtx regnote = 0;
5114       rtx last_consec_insn;
5115
5116       dest_reg = SET_DEST (set);
5117       if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
5118         return p;
5119
5120       if (/* SET_SRC is a giv.  */
5121           (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
5122                                   &mult_val, 0, &benefit, VOIDmode)
5123            /* Equivalent expression is a giv.  */
5124            || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
5125                && general_induction_var (loop, XEXP (regnote, 0), &src_reg,
5126                                          &add_val, &mult_val, 0,
5127                                          &benefit, VOIDmode)))
5128           /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
5129              We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
5130           && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
5131           /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
5132           && dest_reg != src_reg
5133           /* This must be the only place where the register is set.  */
5134           && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
5135               /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
5136               || (benefit = consec_sets_giv (loop, benefit, p,
5137                                              src_reg, dest_reg,
5138                                              &add_val, &mult_val,
5139                                              &last_consec_insn))))
5140         {
5141           struct induction *v
5142             = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5143
5144           /* If this is a library call, increase benefit.  */
5145           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
5146             benefit += libcall_benefit (p);
5147
5148           /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
5149           if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
5150             p = last_consec_insn;
5151
5152           record_giv (loop, v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val,
5153                       benefit, DEST_REG, not_every_iteration,
5154                       maybe_multiple, NULL_PTR);
5155
5156         }
5157     }
5158
5159 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
5160   /* Look for givs which are memory addresses.  */
5161   /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
5162      still does.  */
5163   if (GET_CODE (p) == INSN)
5164     find_mem_givs (loop, PATTERN (p), p, not_every_iteration,
5165                    maybe_multiple);
5166 #endif
5167
5168   /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
5169      change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
5170   if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5171     || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
5172     update_giv_derive (loop, p);
5173   return p;
5174 }
5175 \f
5176 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5177    compared against in an initial test).
5178
5179    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5180    the current insn and the start of the loop.
5181
5182    INSN is the insn containing X.  */
5183
5184 static int
5185 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5186      rtx x;
5187      rtx insn;
5188      int call_seen;
5189      rtx loop_start;
5190 {
5191   if (CONSTANT_P (x))
5192     return 1;
5193
5194   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5195      we know.  */
5196   if (GET_CODE (x) != REG
5197       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5198     return 0;
5199
5200   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5201      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5202   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5203       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5204           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5205     return 0;
5206
5207   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5208      loop.  */
5209   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5210     return 0;
5211
5212   return 1;
5213 }
5214 \f
5215 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5216    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5217    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5218    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
5219    more thanonce in each loop iteration.  */
5220
5221 static void
5222 find_mem_givs (loop, x, insn, not_every_iteration, maybe_multiple)
5223      const struct loop *loop;
5224      rtx x;
5225      rtx insn;
5226      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5227 {
5228   register int i, j;
5229   register enum rtx_code code;
5230   register const char *fmt;
5231
5232   if (x == 0)
5233     return;
5234
5235   code = GET_CODE (x);
5236   switch (code)
5237     {
5238     case REG:
5239     case CONST_INT:
5240     case CONST:
5241     case CONST_DOUBLE:
5242     case SYMBOL_REF:
5243     case LABEL_REF:
5244     case PC:
5245     case CC0:
5246     case ADDR_VEC:
5247     case ADDR_DIFF_VEC:
5248     case USE:
5249     case CLOBBER:
5250       return;
5251
5252     case MEM:
5253       {
5254         rtx src_reg;
5255         rtx add_val;
5256         rtx mult_val;
5257         int benefit;
5258
5259         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5260            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when 
5261            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5262            this one would not be seen.   */
5263
5264         if (general_induction_var (loop, XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5265                                    &mult_val, 1, &benefit, GET_MODE (x)))
5266           {
5267             /* Found one; record it.  */
5268             struct induction *v
5269               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5270
5271             record_giv (loop, v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5272                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5273                         maybe_multiple, &XEXP (x, 0));
5274
5275             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5276           }
5277       }
5278       return;
5279
5280     default:
5281       break;
5282     }
5283
5284   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5285
5286   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5287   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5288     if (fmt[i] == 'e')
5289       find_mem_givs (loop, XEXP (x, i), insn, not_every_iteration,
5290                      maybe_multiple);
5291     else if (fmt[i] == 'E')
5292       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5293         find_mem_givs (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5294                        maybe_multiple);
5295 }
5296 \f
5297 /* Fill in the data about one biv update.
5298    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5299    allocated by the caller, with alloca.)
5300    INSN is the insn that sets it.
5301    DEST_REG is the biv's reg.
5302
5303    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5304    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5305    being set to INC_VAL.
5306
5307    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5308    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5309    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5310    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5311    executed exactly once per iteration.  */
5312
5313 static void
5314 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5315             not_every_iteration, maybe_multiple)
5316      struct induction *v;
5317      rtx insn;
5318      rtx dest_reg;
5319      rtx inc_val;
5320      rtx mult_val;
5321      rtx *location;
5322      int not_every_iteration;
5323      int maybe_multiple;
5324 {
5325   struct iv_class *bl;
5326
5327   v->insn = insn;
5328   v->src_reg = dest_reg;
5329   v->dest_reg = dest_reg;
5330   v->mult_val = mult_val;
5331   v->add_val = inc_val;
5332   v->location = location;
5333   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5334   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5335   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5336   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5337
5338   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5339      if this is the first incrementation of the reg.  */
5340
5341   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5342   if (bl == 0)
5343     {
5344       /* Create and initialize new iv_class.  */
5345
5346       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5347
5348       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5349       bl->biv = 0;
5350       bl->giv = 0;
5351       bl->biv_count = 0;
5352       bl->giv_count = 0;
5353
5354       /* Set initial value to the reg itself.  */
5355       bl->initial_value = dest_reg;
5356       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5357       bl->init_insn = 0;
5358       bl->init_set = 0;
5359       bl->initial_test = 0;
5360       bl->incremented = 0;
5361       bl->eliminable = 0;
5362       bl->nonneg = 0;
5363       bl->reversed = 0;
5364       bl->total_benefit = 0;
5365
5366       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5367       bl->next = loop_iv_list;
5368       loop_iv_list = bl;
5369
5370       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5371       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5372     }
5373
5374   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5375   v->next_iv = bl->biv;
5376   bl->biv = v;
5377   bl->biv_count++;
5378   if (mult_val == const1_rtx)
5379     bl->incremented = 1;
5380
5381   if (loop_dump_stream)
5382     {
5383       fprintf (loop_dump_stream,
5384                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5385                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5386       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5387         {
5388           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5389           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5390           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5391         }
5392       else
5393         {
5394           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5395           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5396           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5397         }
5398     }
5399 }
5400 \f
5401 /* Fill in the data about one giv.
5402    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5403    allocated by the caller, with alloca.)
5404    INSN is the insn that sets it.
5405    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5406    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5407    into a register or is used as a memory address.
5408
5409    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5410    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5411    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5412    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5413
5414 static void
5415 record_giv (loop, v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5416             type, not_every_iteration, maybe_multiple, location)
5417      const struct loop *loop;
5418      struct induction *v;
5419      rtx insn;
5420      rtx src_reg;
5421      rtx dest_reg;
5422      rtx mult_val, add_val;
5423      int benefit;
5424      enum g_types type;
5425      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5426      rtx *location;
5427 {
5428   struct induction *b;
5429   struct iv_class *bl;
5430   rtx set = single_set (insn);
5431   rtx temp;
5432
5433   /* Attempt to prove constantness of the values.  */
5434   temp = simplify_rtx (add_val);
5435   if (temp)
5436     add_val = temp;
5437
5438   v->insn = insn;
5439   v->src_reg = src_reg;
5440   v->giv_type = type;
5441   v->dest_reg = dest_reg;
5442   v->mult_val = mult_val;
5443   v->add_val = add_val;
5444   v->benefit = benefit;
5445   v->location = location;
5446   v->cant_derive = 0;
5447   v->combined_with = 0;
5448   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5449   v->maybe_dead = 0;
5450   v->derive_adjustment = 0;
5451   v->same = 0;
5452   v->ignore = 0;
5453   v->new_reg = 0;
5454   v->final_value = 0;
5455   v->same_insn = 0;
5456   v->auto_inc_opt = 0;
5457   v->unrolled = 0;
5458   v->shared = 0;
5459   v->derived_from = 0;
5460   v->last_use = 0;
5461
5462   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5463      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5464      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5465      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5466      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5467      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5468      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5469
5470   if (type == DEST_ADDR)
5471     v->always_computable = 1;
5472   else
5473     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5474
5475   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5476
5477   if (type == DEST_ADDR)
5478     {
5479       v->mode = GET_MODE (*location);
5480       v->lifetime = 1;
5481     }
5482   else /* type == DEST_REG */
5483     {
5484       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5485
5486       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5487                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5488
5489       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5490          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5491          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5492       if (v->lifetime == 0)
5493         v->ignore = 1;
5494
5495       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5496       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5497     }
5498
5499   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5500
5501   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5502   if (bl)
5503     {
5504       v->next_iv = bl->giv;
5505       bl->giv = v;
5506       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5507          insns that calculate givs.  */
5508       if (type == DEST_REG)
5509         bl->giv_count++;
5510       bl->total_benefit += benefit;
5511     }
5512   else
5513     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5514     abort ();
5515
5516   if (type == DEST_ADDR)
5517     v->replaceable = 1;
5518   else
5519     {
5520       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5521          of the following conditions are true:
5522          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5523            on which the giv is used at all
5524            (there are two ways to deduce this:
5525             either the insn is executed on every iteration,
5526             or all uses follow that insn in the same basic block),
5527          - the giv is not used outside the loop
5528          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5529
5530       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5531           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5532           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] 
5533           < INSN_LUID (loop->end)
5534           && (! not_every_iteration
5535               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5536         {
5537           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5538              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5539
5540           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5541              and last use of the giv.
5542              
5543              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5544              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5545              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5546              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5547              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5548              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5549              using this biv anyways.  */
5550
5551           v->replaceable = 1;
5552           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5553             {
5554               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5555                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5556                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5557                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5558                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5559                 {
5560                   v->replaceable = 0;
5561                   v->not_replaceable = 1;
5562                   break;
5563                 }
5564             }
5565
5566           /* If there are any backwards branches that go from after the
5567              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5568           if (v->replaceable)
5569             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5570               if (back_branch_in_range_p (loop, b->insn))
5571                 {
5572                   v->replaceable = 0;
5573                   v->not_replaceable = 1;
5574                   break;
5575                 }
5576         }
5577       else
5578         {
5579           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5580              decide.  */
5581           v->replaceable = 0;
5582           v->not_replaceable = 0;
5583         }
5584     }
5585
5586   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5587      combine_givs.  */
5588   {
5589     rtx tem = add_val;
5590
5591     v->no_const_addval = 1;
5592     if (tem == const0_rtx)
5593       ;
5594     else if (CONSTANT_P (add_val))
5595       v->no_const_addval = 0;
5596     if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5597       {
5598         while (1)
5599           {
5600             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5601               tem = XEXP (tem, 0);
5602             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5603               tem = XEXP (tem, 1);
5604             else
5605               break;
5606           }
5607         if (CONSTANT_P (XEXP (tem, 1)))
5608           v->no_const_addval = 0;
5609       }
5610   }
5611
5612   if (loop_dump_stream)
5613     {
5614       if (type == DEST_REG)
5615         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5616                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5617       else
5618         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5619                  INSN_UID (insn));
5620
5621       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5622                REGNO (src_reg), v->benefit);
5623       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5624                v->lifetime);
5625
5626       if (v->replaceable)
5627         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5628
5629       if (v->no_const_addval)
5630         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5631
5632       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5633         {
5634           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5635           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5636         }
5637       else
5638         {
5639           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5640           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5641         }
5642
5643       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5644         {
5645           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5646           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5647         }
5648       else
5649         {
5650           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5651           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5652         }
5653     }
5654
5655   if (loop_dump_stream)
5656     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5657
5658 }
5659
5660
5661 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5662    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5663    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5664    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5665    have been identified.  */
5666
5667 static void
5668 check_final_value (loop, v)
5669      const struct loop *loop;
5670      struct induction *v;
5671 {
5672   struct iv_class *bl;
5673   rtx final_value = 0;
5674
5675   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5676
5677   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5678      replaceable above in record_giv.  */
5679
5680   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5681      of the following conditions are true:
5682      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5683        on which the giv is used at all
5684        (there are two ways to deduce this:
5685         either the insn is executed on every iteration,
5686         or all uses follow that insn in the same basic block),
5687      - its final value can be calculated (this condition is different
5688        than the one above in record_giv)
5689      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5690
5691 #if 0
5692   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5693   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5694   v->replaceable = 0;
5695 #endif
5696
5697   if ((final_value = final_giv_value (loop, v))
5698       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5699     {
5700       int biv_increment_seen = 0;
5701       rtx p = v->insn;
5702       rtx last_giv_use;
5703
5704       v->replaceable = 1;
5705
5706       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5707          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5708          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5709          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5710
5711       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5712          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5713          that sets the giv, and search around the loop until we come
5714          back to that insn again.
5715
5716          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5717          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5718          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5719          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5720          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5721          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5722          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5723
5724       last_giv_use = v->insn;
5725
5726       while (1)
5727         {
5728           p = NEXT_INSN (p);
5729           if (p == loop->end)
5730             p = NEXT_INSN (loop->start);
5731           if (p == v->insn)
5732             break;
5733
5734           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5735               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5736             {
5737               if (biv_increment_seen)
5738                 {
5739                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5740                     {
5741                       v->replaceable = 0;
5742                       v->not_replaceable = 1;
5743                       break;
5744                     }
5745                 }
5746               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5747                 biv_increment_seen = 1;
5748               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5749                 last_giv_use = p;
5750             }
5751         }
5752       
5753       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5754          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5755          replaceable.  */
5756
5757       if (v->replaceable)
5758         {
5759           p = v->insn;
5760           while (1)
5761             {
5762               p = NEXT_INSN (p);
5763               if (p == loop->end)
5764                 p = NEXT_INSN (loop->start);
5765               if (p == last_giv_use)
5766                 break;
5767
5768               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5769                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5770                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5771                        && loop_insn_first_p (loop->start, JUMP_LABEL (p)))
5772                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5773                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop->end))))
5774                 {
5775                   v->replaceable = 0;
5776                   v->not_replaceable = 1;
5777
5778                   if (loop_dump_stream)
5779                     fprintf (loop_dump_stream,
5780                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5781
5782                   break;
5783                 }
5784             }
5785         }
5786
5787       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5788       if (v->replaceable)
5789         v->final_value = final_value;
5790     }
5791
5792   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5793     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5794              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5795 }
5796 \f
5797 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5798
5799    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5800    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5801    another giv.
5802
5803    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5804    derive another giv once a label has been passed.
5805
5806    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5807
5808 static void
5809 update_giv_derive (loop, p)
5810      const  struct loop *loop;
5811      rtx p;
5812 {
5813   struct iv_class *bl;
5814   struct induction *biv, *giv;
5815   rtx tem;
5816   int dummy;
5817
5818   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5819
5820      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5821      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5822      derive any givs after a label is passed.
5823
5824      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5825      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5826      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5827      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5828      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5829      sub-cases within this case.
5830
5831      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5832      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5833      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5834      this extra tracking doesn't seem worth it).
5835
5836      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5837      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5838      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5839      on the jump again here.
5840
5841      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5842      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5843      the giv cannot derive further givs.  */
5844
5845   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5846     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5847       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5848           || biv->insn == p)
5849         {
5850           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5851             {
5852               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5853                  checking all of these conditions again.  */
5854               if (giv->cant_derive)
5855                 continue;
5856
5857               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5858                  it cannot derive anything.  */
5859               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5860                 giv->cant_derive = 1;
5861
5862               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5863                  they are really invariants.  Also skip those that are
5864                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5865                  any biv update.  */
5866               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5867                 continue;
5868
5869               /* The only way we can allow this giv to derive another
5870                  is if this is a biv increment and we can form the product
5871                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5872                  be able to compute a compensation.  */
5873               else if (biv->insn == p)
5874                 {
5875                   tem = 0;
5876
5877                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5878                     tem = simplify_giv_expr (loop,
5879                                              gen_rtx_MULT (giv->mode,
5880                                                            biv->add_val,
5881                                                            giv->mult_val),
5882                                              &dummy);
5883
5884                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5885                     tem = simplify_giv_expr
5886                       (loop,
5887                        gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
5888                        &dummy);
5889
5890                   if (tem)
5891                     giv->derive_adjustment = tem;
5892                   else
5893                     giv->cant_derive = 1;
5894                 }
5895               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5896                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5897                 giv->cant_derive = 1;
5898             }
5899         }
5900 }
5901 \f
5902 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5903    X is the source of insn P, or a part of it.
5904    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5905
5906    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5907    We accept patterns of these forms:
5908      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5909      REG = INVARIANT + REG
5910
5911    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5912    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5913    we found the additive term into *LOCATION.
5914
5915    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5916    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5917
5918    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5919    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5920    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5921    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5922    into the variable.
5923
5924    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5925    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5926    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5927    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5928
5929    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5930    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5931    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5932    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since 
5933    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5934    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5935    not ZERO_EXTEND.
5936
5937    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5938
5939 static int
5940 basic_induction_var (loop, x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5941      const struct loop *loop;
5942      register rtx x;
5943      enum machine_mode mode;
5944      rtx dest_reg;
5945      rtx p;
5946      rtx *inc_val;
5947      rtx *mult_val;
5948      rtx **location;
5949 {
5950   register enum rtx_code code;
5951   rtx *argp, arg;
5952   rtx insn, set = 0;
5953
5954   code = GET_CODE (x);
5955   *location = NULL;
5956   switch (code)
5957     {
5958     case PLUS:
5959       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5960           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5961               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5962               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5963         {
5964           argp = &XEXP (x, 1);
5965         }
5966       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5967                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5968                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5969                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5970         {
5971           argp = &XEXP (x, 0);
5972         }
5973       else
5974         return 0;
5975
5976       arg = *argp;
5977       if (loop_invariant_p (loop, arg) != 1)
5978         return 0;
5979
5980       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5981       *mult_val = const1_rtx;
5982       *location = argp;
5983       return 1;
5984
5985     case SUBREG:
5986       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5987          value.  */
5988       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5989         return basic_induction_var (loop, SUBREG_REG (x),
5990                                     GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5991                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5992       return 0;
5993
5994     case REG:
5995       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5996          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5997
5998       /* If this sets a register to itself, we would repeat any previous
5999          biv increment if we applied this strategy blindly.  */
6000       if (rtx_equal_p (dest_reg, x))
6001         return 0;
6002
6003       insn = p;
6004       while (1)
6005         {
6006           do {
6007             insn = PREV_INSN (insn);
6008           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6009                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6010
6011           if (!insn)
6012             break;
6013           set = single_set (insn);
6014           if (set == 0)
6015             break;
6016
6017           if ((SET_DEST (set) == x
6018                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
6019                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
6020                        <= UNITS_PER_WORD)
6021                    && (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (set)))
6022                        == MODE_INT)
6023                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
6024               && basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
6025                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
6026                                        ? GET_MODE (x)
6027                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
6028                                       dest_reg, insn,
6029                                       inc_val, mult_val, location))
6030             return 1;
6031         }
6032       /* ... fall through ...  */
6033
6034       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
6035          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
6036          as a biv of the outer loop,
6037          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
6038     case MEM:
6039       if (loop_invariant_p (loop, x) != 1)
6040         return 0;
6041     case CONST_INT:
6042     case SYMBOL_REF:
6043     case CONST:
6044       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
6045          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
6046          would be a useful iterator anyways.  */
6047       if (loop->level == 1
6048           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
6049           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
6050         {
6051           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
6052           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
6053           *mult_val = const0_rtx;
6054           return 1;
6055         }
6056       else
6057         return 0;
6058
6059     case SIGN_EXTEND:
6060       return basic_induction_var (loop, XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6061                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
6062
6063     case ASHIFTRT:
6064       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
6065       for (insn = PREV_INSN (p);
6066            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6067             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6068            insn = PREV_INSN (insn))
6069         ;
6070
6071       if (insn)
6072         set = single_set (insn);
6073
6074       if (! rtx_equal_p (dest_reg, XEXP (x, 0))
6075           && set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
6076           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
6077           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
6078           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
6079           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
6080         return basic_induction_var (loop, XEXP (SET_SRC (set), 0),
6081                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6082                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
6083                                     location);
6084       return 0;
6085
6086     default:
6087       return 0;
6088     }
6089 }
6090 \f
6091 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
6092    function   of a basic induction variable,
6093    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
6094    The coefficients can be any loop invariant quantity.
6095    A giv need not be computed directly from the biv;
6096    it can be computed by way of other givs.  */
6097
6098 /* Determine whether X computes a giv.
6099    If it does, return a nonzero value
6100      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6101    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6102    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6103      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6104
6105 static int
6106 general_induction_var (loop, x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr,
6107                        pbenefit, addr_mode)
6108      const struct loop *loop;
6109      rtx x;
6110      rtx *src_reg;
6111      rtx *add_val;
6112      rtx *mult_val;
6113      int is_addr;
6114      int *pbenefit;
6115      enum machine_mode addr_mode;
6116 {
6117   rtx orig_x = x;
6118   char *storage;
6119
6120   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6121   if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6122     return 0;
6123
6124   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6125      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6126   storage = (char *) oballoc (0);
6127   *pbenefit = 0;
6128   x = simplify_giv_expr (loop, x, pbenefit);
6129   if (x == 0)
6130     {
6131       obfree (storage);
6132       return 0;
6133     }
6134
6135   switch (GET_CODE (x))
6136     {
6137     case USE:
6138     case CONST_INT:
6139       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6140          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6141          with.  */
6142       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6143       *mult_val = const0_rtx;
6144       *add_val = x;
6145       break;
6146
6147     case REG:
6148       /* This is equivalent to a BIV.  */
6149       *src_reg = x;
6150       *mult_val = const1_rtx;
6151       *add_val = const0_rtx;
6152       break;
6153
6154     case PLUS:
6155       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6156          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6157       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6158         {
6159           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6160           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6161         }
6162       else
6163         {
6164           *src_reg = XEXP (x, 0);
6165           *mult_val = const1_rtx;
6166         }
6167       *add_val = XEXP (x, 1);
6168       break;
6169
6170     case MULT:
6171       /* ADD_VAL is zero.  */
6172       *src_reg = XEXP (x, 0);
6173       *mult_val = XEXP (x, 1);
6174       *add_val = const0_rtx;
6175       break;
6176
6177     default:
6178       abort ();
6179     }
6180
6181   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6182      unless they are CONST_INT).  */
6183   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6184     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6185   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6186     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6187
6188   if (is_addr)
6189     *pbenefit += address_cost (orig_x, addr_mode) - reg_address_cost;
6190   else
6191     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6192
6193   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6194      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination  
6195      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */                
6196   return 1;                                                             
6197 }
6198 \f
6199 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6200    We will canonicalize it to be of the form
6201         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6202               (invar_2))
6203    with possible degeneracies.
6204
6205    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6206    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6207    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6208    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6209
6210    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6211    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6212    returns 0.
6213
6214    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6215    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
6216
6217    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6218
6219 static rtx sge_plus PARAMS ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6220 static rtx sge_plus_constant PARAMS ((rtx, rtx));
6221 static int cmp_combine_givs_stats PARAMS ((const PTR, const PTR));
6222 static int cmp_recombine_givs_stats PARAMS ((const PTR, const PTR));
6223
6224 static rtx
6225 simplify_giv_expr (loop, x, benefit)
6226      const struct loop *loop;
6227      rtx x;
6228      int *benefit;
6229 {
6230   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6231   rtx arg0, arg1;
6232   rtx tem;
6233
6234   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6235      mode, this can't be a giv.  */
6236   if (mode != VOIDmode
6237       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6238           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6239     return NULL_RTX;
6240
6241   switch (GET_CODE (x))
6242     {
6243     case PLUS:
6244       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), benefit);
6245       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), benefit);
6246       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6247         return NULL_RTX;
6248
6249       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6250       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6251            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6252           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6253                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6254                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6255         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6256
6257       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6258       if (arg1 == const0_rtx)
6259         return arg0;
6260       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6261         switch (GET_CODE (arg0))
6262           {
6263           case CONST_INT:
6264           case USE:
6265             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6266                addition operation inside a USE and return it.  */
6267             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6268               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6269             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6270               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6271
6272             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6273               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6274             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6275               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6276             else
6277               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6278
6279             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6280               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6281             return tem;
6282
6283           case REG:
6284           case MULT:
6285             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6286             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6287
6288           case PLUS:
6289             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6290             return
6291               simplify_giv_expr (loop,
6292                                  gen_rtx_PLUS (mode,
6293                                                XEXP (arg0, 0),
6294                                                gen_rtx_PLUS (mode,
6295                                                              XEXP (arg0, 1),
6296                                                              arg1)),
6297                                  benefit);
6298
6299           default:
6300             abort ();
6301           }
6302
6303       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6304          MULT to reduce cases.  */
6305       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6306         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6307       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6308         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6309
6310       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6311          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6312          Recurse to associate the second PLUS.  */
6313       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6314         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6315
6316       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6317           return
6318             simplify_giv_expr (loop,
6319                                gen_rtx_PLUS (mode,
6320                                              gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6321                                                            XEXP (arg1, 0)),
6322                                              XEXP (arg1, 1)),
6323                                benefit);
6324
6325       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6326       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6327         return NULL_RTX;
6328
6329       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6330         return NULL_RTX;
6331
6332       return simplify_giv_expr (loop,
6333                                 gen_rtx_MULT (mode,
6334                                               XEXP (arg0, 0),
6335                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6336                                                             XEXP (arg0, 1),
6337                                                             XEXP (arg1, 1))),
6338                                 benefit);
6339
6340     case MINUS:
6341       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6342       return simplify_giv_expr (loop,
6343                                 gen_rtx_PLUS (mode,
6344                                               XEXP (x, 0),
6345                                               gen_rtx_MULT (mode,
6346                                                             XEXP (x, 1),
6347                                                             constm1_rtx)),
6348                                 benefit);
6349
6350     case MULT:
6351       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), benefit);
6352       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), benefit);
6353       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6354         return NULL_RTX;
6355
6356       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6357       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6358           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6359         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6360
6361       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6362       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6363         return NULL_RTX;
6364
6365       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6366       if (arg1 == const0_rtx)
6367         return const0_rtx;
6368
6369       else if (arg1 == const1_rtx)
6370         return arg0;
6371
6372       switch (GET_CODE (arg0))
6373         {
6374         case REG:
6375           /* biv * invar.  Done.  */
6376           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6377
6378         case CONST_INT:
6379           /* Product of two constants.  */
6380           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6381
6382         case USE:
6383           /* invar * invar is a giv, but attempt to simplify it somehow.  */
6384           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6385             return NULL_RTX;
6386
6387           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6388           if (GET_CODE (arg0) == MULT)
6389             {
6390               /* (invar_0 * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6391               return simplify_giv_expr (loop,
6392                                         gen_rtx_MULT (mode,
6393                                                       XEXP (arg0, 0),
6394                                                       gen_rtx_MULT (mode,
6395                                                                     XEXP (arg0,
6396                                                                           1),
6397                                                                     arg1)),
6398                                         benefit);
6399             }
6400           /* Porpagate the MULT expressions to the intermost nodes.  */
6401           else if (GET_CODE (arg0) == PLUS)
6402             {
6403               /* (invar_0 + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6404               return simplify_giv_expr (loop,
6405                                         gen_rtx_PLUS (mode,
6406                                                       gen_rtx_MULT (mode,
6407                                                                     XEXP (arg0,
6408                                                                           0),
6409                                                                     arg1),
6410                                                       gen_rtx_MULT (mode,
6411                                                                     XEXP (arg0,
6412                                                                           1),
6413                                                                     arg1)),
6414                                         benefit);
6415             }
6416           return gen_rtx_USE (mode, gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1));
6417
6418         case MULT:
6419           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6420           return simplify_giv_expr (loop,
6421                                     gen_rtx_MULT (mode,
6422                                                   XEXP (arg0, 0),
6423                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6424                                                                 XEXP (arg0, 1),
6425                                                                 arg1)),
6426                                     benefit);
6427
6428         case PLUS:
6429           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6430           return simplify_giv_expr (loop,
6431                                     gen_rtx_PLUS (mode,
6432                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6433                                                                 XEXP (arg0, 0),
6434                                                                 arg1),
6435                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6436                                                                 XEXP (arg0, 1),
6437                                                                 arg1)),
6438                                     benefit);
6439
6440         default:
6441           abort ();
6442         }
6443
6444     case ASHIFT:
6445       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6446       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6447         return 0;
6448
6449       return
6450         simplify_giv_expr (loop,
6451                            gen_rtx_MULT (mode,
6452                                          XEXP (x, 0),
6453                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6454                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6455                            benefit);
6456
6457     case NEG:
6458       /* "-a" is "a * (-1)" */
6459       return simplify_giv_expr (loop,
6460                                 gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6461                                 benefit);
6462
6463     case NOT:
6464       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6465       return simplify_giv_expr (loop,
6466                                 gen_rtx_MINUS (mode,
6467                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6468                                                const1_rtx),
6469                                 benefit);
6470
6471     case USE:
6472       /* Already in proper form for invariant.  */
6473       return x;
6474
6475     case REG:
6476       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6477       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6478         return 0;
6479
6480       /* Check for biv or giv.  */
6481       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6482         {
6483         case BASIC_INDUCT:
6484           return x;
6485         case GENERAL_INDUCT:
6486           {
6487             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6488
6489             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6490                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6491             *benefit += v->benefit;
6492             if (v->cant_derive)
6493               return 0;
6494
6495             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
6496                                                     v->src_reg, v->mult_val),
6497                                 v->add_val);
6498
6499             if (v->derive_adjustment)
6500               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6501             return simplify_giv_expr (loop, tem, benefit);
6502           }
6503
6504         default:
6505           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6506              may be able to simplify things further by looking through
6507              the bits we just moved outside the loop.  */
6508           if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6509             {
6510               struct movable *m;
6511
6512               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6513                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6514                   {
6515                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6516
6517                     /* If we match another movable, we must use that, as 
6518                        this one is going away.  */
6519                     if (m->match)
6520                       return simplify_giv_expr (loop, m->match->set_dest, 
6521                                                 benefit);
6522
6523                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6524                        instructions that were moved together.  We handle this
6525                        case only to the point of seeking to the last insn and
6526                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6527                     if (m->consec != 0)
6528                       {
6529                         int i = m->consec;
6530                         tem = m->insn;
6531                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6532
6533                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6534                         if (tem)
6535                           tem = XEXP (tem, 0);
6536                       }
6537                     else
6538                       {
6539                         tem = single_set (m->insn);
6540                         if (tem)
6541                           tem = SET_SRC (tem);
6542                       }
6543
6544                     if (tem)
6545                       {
6546                         /* What we are most interested in is pointer
6547                            arithmetic on invariants -- only take
6548                            patterns we may be able to do something with.  */
6549                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6550                             || GET_CODE (tem) == MULT
6551                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6552                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6553                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6554                           {
6555                             tem = simplify_giv_expr (loop, tem, benefit);
6556                             if (tem)
6557                               return tem;
6558                           }
6559                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6560                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6561                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6562                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6563                           {
6564                             tem = simplify_giv_expr (loop, XEXP (tem, 0),
6565                                                      benefit);
6566                             if (tem)
6567                               return tem;
6568                           }
6569                       }
6570                     break;
6571                   }
6572             }
6573           break;
6574         }
6575
6576       /* Fall through to general case.  */
6577     default:
6578       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6579          Otherwise, not giv.  */
6580       if (GET_CODE (x) == USE)
6581         x = XEXP (x, 0);
6582
6583       if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6584         {
6585           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6586             return x;
6587           if (GET_CODE (x) == CONST
6588               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6589               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6590               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6591             x = XEXP (x, 0);
6592           return gen_rtx_USE (mode, x);
6593         }
6594       else
6595         return 0;
6596     }
6597 }
6598
6599 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6600    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6601
6602 static rtx
6603 sge_plus_constant (x, c)
6604      rtx x, c;
6605 {
6606   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6607     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6608   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6609     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6610   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6611     {
6612       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6613                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6614     }
6615   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6616            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6617     {
6618       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6619                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6620     }
6621   else
6622     {
6623       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6624                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6625     }
6626 }
6627
6628 static rtx
6629 sge_plus (mode, x, y)
6630      enum machine_mode mode;
6631      rtx x, y;
6632 {
6633   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6634     {
6635       rtx a = XEXP (y, 0);
6636       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6637         x = sge_plus_constant (x, a);
6638       else
6639         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6640       y = XEXP (y, 1);
6641     }
6642   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6643     x = sge_plus_constant (x, y);
6644   else
6645     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6646   return x;
6647 }
6648 \f
6649 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6650    for example,
6651       giv = biv * M
6652       giv = giv + A
6653    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6654    we check that all other insns that set the same register follow
6655    immediately after P, that they alter nothing else,
6656    and that the result of the last is still a giv.
6657
6658    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6659    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6660    all the consecutive insns that compute the value.
6661
6662    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6663    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6664
6665    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6666    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6667
6668 static int
6669 consec_sets_giv (loop, first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6670                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6671      const struct loop *loop;
6672      int first_benefit;
6673      rtx p;
6674      rtx src_reg;
6675      rtx dest_reg;
6676      rtx *add_val;
6677      rtx *mult_val;
6678      rtx *last_consec_insn;
6679 {
6680   int count;
6681   enum rtx_code code;
6682   int benefit;
6683   rtx temp;
6684   rtx set;
6685
6686   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6687      each insn of the multi-insn sequence. 
6688
6689      This induction structure will be used only by the call to
6690      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6691      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6692      a new induction structure.  */
6693   struct induction *v
6694     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6695   v->src_reg = src_reg;
6696   v->mult_val = *mult_val;
6697   v->add_val = *add_val;
6698   v->benefit = first_benefit;
6699   v->cant_derive = 0;
6700   v->derive_adjustment = 0;
6701
6702   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6703   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6704
6705   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6706
6707   while (count > 0)
6708     {
6709       p = NEXT_INSN (p);
6710       code = GET_CODE (p);
6711
6712       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6713       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6714         p = XEXP (temp, 0);
6715
6716       if (code == INSN
6717           && (set = single_set (p))
6718           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6719           && SET_DEST (set) == dest_reg
6720           && (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg,
6721                                      add_val, mult_val, 0, &benefit, VOIDmode)
6722               /* Giv created by equivalent expression.  */
6723               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6724                   && general_induction_var (loop, XEXP (temp, 0), &src_reg,
6725                                             add_val, mult_val, 0, &benefit,
6726                                             VOIDmode)))
6727           && src_reg == v->src_reg)
6728         {
6729           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6730             benefit += libcall_benefit (p);
6731
6732           count--;
6733           v->mult_val = *mult_val;
6734           v->add_val = *add_val;
6735           v->benefit = benefit;
6736         }
6737       else if (code != NOTE)
6738         {
6739           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6740              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6741              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6742           if (code == INSN
6743               && (set = single_set (p))
6744               && SET_DEST (set) != dest_reg
6745               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6746             continue;
6747
6748           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6749           return 0;
6750         }
6751     }
6752
6753   *last_consec_insn = p;
6754   return v->benefit;
6755 }
6756 \f
6757 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6758    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6759    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
6760
6761    To perform the computation, we note that
6762         G1 = x * v + a          and
6763         G2 = y * v + b
6764    where `v' is the biv.
6765
6766    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6767
6768    Note that MULT = y/x.
6769
6770    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6771    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6772    subtracting variables.  */
6773
6774 static rtx
6775 express_from_1 (a, b, mult)
6776      rtx a, b, mult;
6777 {
6778   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6779
6780   if (mult == const0_rtx)
6781     return b;
6782
6783   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6784      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6785      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6786      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6787
6788   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6789     return NULL_RTX;
6790
6791   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6792      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6793      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6794      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6795      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6796
6797   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6798     {
6799       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6800
6801       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6802       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6803         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6804
6805       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6806       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6807         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6808
6809       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6810         /* We matched: remove one reg completely.  */
6811         a = oa, b = ob;
6812       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6813         /* An alternate match.  */
6814         a = oa, b = rb;
6815       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6816         /* An alternate match.  */
6817         a = ra, b = ob;
6818       else
6819         {
6820           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and 
6821              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6822           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6823           if (ob == NULL_RTX)
6824             return NULL_RTX;
6825           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6826         }
6827     }
6828
6829   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6830      get rid of everything but a constant.  */
6831
6832   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6833     {
6834       rtx ra, oa;
6835
6836       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6837       if (rtx_equal_p (oa, b))
6838         oa = ra;
6839       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6840         return NULL_RTX;
6841
6842       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6843         return NULL_RTX;
6844
6845       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6846     }
6847   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6848     {
6849       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6850     }
6851   else if (CONSTANT_P (a))
6852     {
6853       return simplify_gen_binary (MINUS, GET_MODE (b) != VOIDmode ? GET_MODE (b) : GET_MODE (a), const0_rtx, a);
6854     }
6855   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6856     {
6857       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6858         return XEXP (b, 1);
6859       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6860         return XEXP (b, 0);
6861       else
6862         return NULL_RTX;
6863     }
6864   else if (rtx_equal_p (a, b))
6865     return const0_rtx;
6866
6867   return NULL_RTX;
6868 }
6869
6870 rtx
6871 express_from (g1, g2)
6872      struct induction *g1, *g2;
6873 {
6874   rtx mult, add;
6875
6876   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6877      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6878      for notation) is also an integer.  */
6879   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6880       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6881     {
6882       if (g1->mult_val == const0_rtx
6883           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6884         return NULL_RTX;
6885       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6886     }
6887   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6888     mult = const1_rtx;
6889   else
6890     {
6891       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6892       return NULL_RTX;
6893     }
6894
6895   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6896   if (add == NULL_RTX)
6897     {
6898       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
6899          scale G1's addend and try again.  */
6900       if (INTVAL (mult) > 1)
6901         {
6902           rtx g1_add_val = g1->add_val;
6903           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
6904               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
6905             {
6906               HOST_WIDE_INT m;
6907               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
6908               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
6909                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
6910             }
6911           else
6912             {
6913               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
6914                                          mult);
6915             }
6916
6917           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
6918         }
6919     }
6920   if (add == NULL_RTX)
6921     return NULL_RTX;
6922
6923   /* Form simplified final result.  */
6924   if (mult == const0_rtx)
6925     return add;
6926   else if (mult == const1_rtx)
6927     mult = g1->dest_reg;
6928   else
6929     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6930
6931   if (add == const0_rtx)
6932     return mult;
6933   else
6934     {
6935       if (GET_CODE (add) == PLUS
6936           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6937         {
6938           rtx tem = XEXP (add, 1);
6939           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6940           add = tem;
6941         }
6942       
6943       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6944     }
6945   
6946 }
6947 \f
6948 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6949    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6950    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6951    used to represent G1.  */
6952
6953 static rtx
6954 combine_givs_p (g1, g2)
6955      struct induction *g1, *g2;
6956 {
6957   rtx tem = express_from (g1, g2);
6958
6959   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6960      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6961      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6962   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6963      combination to be the other way round.  */
6964   if (tem == g1->dest_reg
6965       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6966     {
6967       return g1->dest_reg;
6968     }
6969
6970   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6971      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6972      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6973   if (tem != NULL_RTX
6974       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6975       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6976       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6977          will always be a register, and so anything more complicated
6978          gets discarded.  */
6979 #if 0
6980 #ifdef ADDRESS_COST
6981       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6982 #else
6983       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6984 #endif
6985 #endif
6986       )
6987     {
6988       return tem;
6989     }
6990
6991   return NULL_RTX;
6992 }
6993 \f
6994 struct combine_givs_stats
6995 {
6996   int giv_number;
6997   int total_benefit;
6998 };
6999
7000 static int
7001 cmp_combine_givs_stats (xp, yp)
7002      const PTR xp;
7003      const PTR yp;
7004 {
7005   const struct combine_givs_stats * const x =
7006     (const struct combine_givs_stats *) xp;
7007   const struct combine_givs_stats * const y =
7008     (const struct combine_givs_stats *) yp;
7009   int d;
7010   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
7011   /* Stabilize the sort.  */
7012   if (!d)
7013     d = x->giv_number - y->giv_number;
7014   return d;
7015 }
7016
7017 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
7018    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
7019    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
7020    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
7021
7022 static void
7023 combine_givs (bl)
7024      struct iv_class *bl;
7025 {
7026   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
7027   const int extra_benefit = 3;
7028
7029   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
7030   int i, j, k, giv_count;
7031   struct combine_givs_stats *stats;
7032   rtx *can_combine;
7033
7034   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
7035   giv_count = 0;
7036   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7037     if (!g1->ignore)
7038       giv_count++;
7039
7040   giv_array
7041     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7042   i = 0;
7043   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7044     if (!g1->ignore)
7045       giv_array[i++] = g1;
7046
7047   stats = (struct combine_givs_stats *) xcalloc (giv_count, sizeof (*stats));
7048   can_combine = (rtx *) xcalloc (giv_count, giv_count * sizeof(rtx));
7049
7050   for (i = 0; i < giv_count; i++)
7051     {
7052       int this_benefit;
7053       rtx single_use;
7054
7055       g1 = giv_array[i];
7056       stats[i].giv_number = i;
7057
7058       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
7059          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
7060          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
7061          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with 
7062          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
7063          be seen elsewhere as well.  */
7064       if (g1->giv_type == DEST_REG
7065           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
7066           && single_use != const0_rtx)
7067         continue;
7068
7069       this_benefit = g1->benefit;
7070       /* Add an additional weight for zero addends.  */
7071       if (g1->no_const_addval)
7072         this_benefit += 1;
7073
7074       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7075         {
7076           rtx this_combine;
7077
7078           g2 = giv_array[j];
7079           if (g1 != g2
7080               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
7081             {
7082               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
7083               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
7084             }
7085         }
7086       stats[i].total_benefit = this_benefit;
7087     }
7088
7089   /* Iterate, combining until we can't.  */
7090 restart:
7091   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
7092
7093   if (loop_dump_stream)
7094     {
7095       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
7096       for (k = 0; k < giv_count; k++)
7097         {
7098           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
7099           if (!g1->combined_with && !g1->same)
7100             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}", 
7101                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
7102                      stats[k].total_benefit);
7103         }
7104       putc ('\n', loop_dump_stream);
7105     }
7106
7107   for (k = 0; k < giv_count; k++)
7108     {
7109       int g1_add_benefit = 0;
7110
7111       i = stats[k].giv_number;
7112       g1 = giv_array[i];
7113
7114       /* If it has already been combined, skip.  */
7115       if (g1->combined_with || g1->same)
7116         continue;
7117
7118       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7119         {
7120           g2 = giv_array[j];
7121           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
7122               /* If it has already been combined, skip.  */
7123               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
7124             {
7125               int l;
7126
7127               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
7128               g2->same = g1;
7129               g1->combined_with++;
7130               g1->lifetime += g2->lifetime;
7131
7132               g1_add_benefit += g2->benefit;
7133
7134               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
7135                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
7136                  longer be necessary.  */
7137               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
7138                 g1_add_benefit -= copy_cost;
7139                 
7140               /* To help optimize the next set of combinations, remove
7141                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
7142               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
7143                 {
7144                   int m = stats[l].giv_number;
7145                   if (can_combine[m*giv_count + j])
7146                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
7147                 }
7148
7149               if (loop_dump_stream)
7150                 fprintf (loop_dump_stream,
7151                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
7152                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
7153             }
7154         }
7155
7156       /* To help optimize the next set of combinations, remove
7157          this giv from the benefits of other potential mates.  */
7158       if (g1->combined_with)
7159         {
7160           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
7161             {
7162               int m = stats[j].giv_number;
7163               if (can_combine[m*giv_count + i])
7164                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7165             }
7166
7167           g1->benefit += g1_add_benefit;
7168
7169           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7170              Restart the combination so that proper weights for the 
7171              rest of the givs are properly taken into account.  */
7172           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7173              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7174              can_combine is tricky.  */
7175           goto restart;
7176         }
7177     }
7178
7179   /* Clean up.  */
7180   free (stats);
7181   free (can_combine);
7182 }
7183 \f
7184 struct recombine_givs_stats
7185 {
7186   int giv_number;
7187   int start_luid, end_luid;
7188 };
7189
7190 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7191    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7192    used in reverse.  */
7193 static int
7194 cmp_recombine_givs_stats (xp, yp)
7195      const PTR xp;
7196      const PTR yp;
7197 {
7198   const struct recombine_givs_stats * const x =
7199     (const struct recombine_givs_stats *) xp;
7200   const struct recombine_givs_stats * const y =
7201     (const struct recombine_givs_stats *) yp;
7202   int d;
7203   d = y->start_luid - x->start_luid;
7204   /* Stabilize the sort.  */
7205   if (!d)
7206     d = y->giv_number - x->giv_number;
7207   return d;
7208 }
7209
7210 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7211    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7212    yet to unlock the search for the end of its life.
7213    Only consider givs that belong to BIV.
7214    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7215 static int
7216 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7217      rtx x, insn, biv;
7218      struct recombine_givs_stats *stats;
7219 {
7220   enum rtx_code code;
7221   const char *fmt;
7222   int i, j;
7223   int retval;
7224
7225   code = GET_CODE (x);
7226   switch (code)
7227     {
7228     case SET:
7229       {
7230         rtx reg = SET_DEST (x);
7231         if (GET_CODE (reg) == REG)
7232           {
7233             int regno = REGNO (reg);
7234             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7235
7236             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7237                 && ! v->ignore
7238                 && v->src_reg == biv
7239                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7240               {
7241                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7242                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7243                    We must not predicate this code on a start_luid match
7244                    since that would make the test fail for givs that have
7245                    been hoisted out of inner loops.  */
7246                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7247                   {
7248                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7249                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7250                   }
7251                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7252                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7253               }
7254             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7255           }
7256         break;
7257       }
7258     case REG:
7259       {
7260         int regno = REGNO (x);
7261         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7262
7263         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7264             && ! v->ignore
7265             && v->src_reg == biv
7266             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7267           {
7268             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7269               insn = NEXT_INSN (insn);
7270             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7271             return 1;
7272           }
7273         return 0;
7274       }
7275     case LABEL_REF:
7276     case CONST_DOUBLE:
7277     case CONST_INT:
7278     case CONST:
7279       return 0;
7280     default:
7281       break;
7282     }
7283   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7284   retval = 0;
7285   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7286     {
7287       if (fmt[i] == 'e')
7288         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7289
7290       else if (fmt[i] == 'E')
7291         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7292           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7293     }
7294   return retval;
7295 }
7296
7297 /* For each giv that has been combined with another, look if
7298    we can combine it with the most recently used one instead.
7299    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7300    try to derive givs from other givs.  */
7301 static void
7302 recombine_givs (loop, bl, unroll_p)
7303      const struct loop *loop;
7304      struct iv_class *bl;
7305      int unroll_p;
7306 {
7307   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7308   struct recombine_givs_stats *stats;
7309   int giv_count;
7310   int i, rescan;
7311   int ends_need_computing;
7312
7313   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7314     {
7315       if (! v->ignore)
7316         giv_count++;
7317     }
7318   giv_array
7319     = (struct induction **) xmalloc (giv_count * sizeof (struct induction *));
7320   stats = (struct recombine_givs_stats *) xmalloc (giv_count * sizeof *stats);
7321
7322   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7323      the corresponding index into stats.  */
7324   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7325     {
7326       rtx p;
7327
7328       if (v->ignore)
7329         continue;
7330       giv_array[i] = v;
7331       stats[i].giv_number = i;
7332       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7333          the previous insn.  */
7334       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7335         p = PREV_INSN (p);
7336       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7337       i++;
7338     }
7339
7340   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7341
7342   /* Set up the ix field for each giv in stats to name
7343      the corresponding index into stats, and
7344      do the actual most-recently-used recombination.  */
7345   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7346     {
7347       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7348       v->ix = i;
7349       if (v->same)
7350         {
7351           struct induction *old_same = v->same;
7352           rtx new_combine;
7353
7354           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7355              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7356              that could otherwise be eliminated.  */
7357           if (last_giv
7358               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7359                   || ! last_giv->maybe_dead
7360                   || last_giv->combined_with)
7361               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7362             {
7363               old_same->combined_with--;
7364               v->new_reg = new_combine;
7365               v->same = last_giv;
7366               last_giv->combined_with++;
7367               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7368                  already decided what to reduce.  */
7369
7370               if (loop_dump_stream)
7371                 {
7372                   fprintf (loop_dump_stream,
7373                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7374                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7375                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7376                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7377                 }
7378               continue;
7379             }
7380           v = v->same;
7381         }
7382       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7383         continue;
7384       if (! last_giv
7385           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7386           || ! v->maybe_dead
7387           || v->combined_with)
7388         last_giv = v;
7389     }
7390
7391   ends_need_computing = 0;
7392   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7393      lifetime ends from regscan info.  */
7394   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7395     {
7396       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7397       if (v->ignore)
7398         continue;
7399       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7400         {
7401           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7402              givs.  */
7403           rtx p;
7404           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7405             p = PREV_INSN (p);
7406           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7407           if (p != v->insn)
7408             stats[i].end_luid++;
7409         }
7410       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7411         {
7412           if (v->last_use)
7413             {
7414               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7415               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7416             }
7417           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7418             {
7419               rtx p;
7420               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7421                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7422                  when we see the first set.  But we do know that there will
7423                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7424                  we'll start looking for the last use right away.  */
7425               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7426                 p = PREV_INSN (p);
7427               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7428               stats[i].end_luid = 0;
7429               ends_need_computing++;
7430             }
7431           else
7432             {
7433               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7434               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7435               rtx p = v->insn;
7436
7437               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7438                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7439                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7440                  last use properly.  */
7441               while (count)
7442                 {
7443                   p = prev_nonnote_insn (p);
7444                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7445                   count--;
7446                 }
7447
7448               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7449               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7450                 {
7451                   stats[i].end_luid = -1;
7452                   ends_need_computing++;
7453                 }
7454               else
7455                 {
7456                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7457                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop->end))
7458                     {
7459                       stats[i].end_luid = -1;
7460                       ends_need_computing++;
7461                     }
7462                 }
7463             }
7464         }
7465     }
7466
7467   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7468      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7469   if (ends_need_computing)
7470     {
7471       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7472       rtx p = loop->end;
7473
7474       do
7475         {
7476           if (p == loop->start)
7477             p = loop->end;
7478           p = PREV_INSN (p);
7479           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7480             continue;
7481           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7482         }
7483       while (ends_need_computing);
7484     }
7485
7486   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7487      more combinations.  */
7488   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7489     {
7490       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7491       if (v->ignore)
7492         continue;
7493       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7494         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7495     }
7496
7497   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7498   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7499     {
7500       unsigned luid;
7501       int j;
7502
7503       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7504       if (v->ignore)
7505         continue;
7506       if (v->same && ! v->same->ignore)
7507         {
7508           j = v->same->ix;
7509           luid = stats[i].start_luid;
7510           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7511           if (luid - stats[j].start_luid
7512               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7513             stats[j].end_luid = luid;
7514         }
7515     }
7516
7517   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7518
7519   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7520      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7521      pressure.
7522      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7523      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7524      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7525      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7526      index for this giv (unless rescan is already set).
7527      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7528      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7529      LAST_GIV.  */
7530   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7531     {
7532       int life_start = 0, life_end = 0;
7533
7534       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7535         {
7536           rtx sum;
7537
7538           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7539           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7540             continue;
7541           if (! last_giv)
7542             {
7543               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7544                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7545               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7546                 {
7547                   last_giv = v;
7548                   life_start = stats[i].start_luid;
7549                   life_end = stats[i].end_luid;
7550                 }
7551               continue;
7552             }
7553           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7554           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7555                >= (unsigned) life_end - life_start)
7556               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7557                   > (unsigned) life_end - life_start)
7558               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7559                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7560                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7561                   pressure.
7562                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7563               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop->start)
7564                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop->start))
7565               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7566               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7567               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7568               /* We would really like to know if for any giv that v
7569                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7570                  dominates that combined giv.  However, we
7571                  don't have this detailed control flow information.
7572                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7573                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7574                  validity of last_giv.
7575                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7576                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7577                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7578                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7579               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7580               && (sum = express_from (last_giv, v))
7581               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7582                  doesn't take different costs of registers and constants into
7583                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7584               && (rtx_cost (sum, SET)
7585                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7586               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7587                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7588               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7589                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7590                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7591                   || ! unroll_p)
7592               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7593                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7594             {
7595               v->derived_from = last_giv;
7596               life_end = stats[i].end_luid;
7597
7598               if (loop_dump_stream)
7599                 {
7600                   fprintf (loop_dump_stream,
7601                            "giv at %d derived from %d as ",
7602                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7603                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7604                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7605                 }
7606             }
7607           else if (rescan < 0)
7608             rescan = i;
7609         }
7610     }
7611
7612   /* Clean up.  */
7613   free (giv_array);
7614   free (stats);
7615 }
7616 \f
7617 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7618
7619 void
7620 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7621      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7622      rtx m;          /* multiplicative constant */
7623      rtx a;          /* additive constant */
7624      rtx reg;        /* destination register */
7625      rtx insert_before;
7626 {
7627   rtx seq;
7628   rtx result;
7629
7630   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7631   a = copy_rtx (a);
7632   b = copy_rtx (b);
7633
7634   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7635   update_reg_last_use (a, insert_before);
7636   update_reg_last_use (b, insert_before);
7637   update_reg_last_use (m, insert_before);
7638
7639   start_sequence ();
7640   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7641   if (reg != result)
7642     emit_move_insn (reg, result);
7643   seq = gen_sequence ();
7644   end_sequence ();
7645
7646   emit_insn_before (seq, insert_before);
7647
7648   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new 
7649      registers.  Iterate over the sequence we just created and 
7650      record them all.  */
7651
7652   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7653     {
7654       int i;
7655       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7656         {
7657           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7658           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7659             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7660         }
7661     }
7662   else if (GET_CODE (seq) == SET
7663            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7664     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7665 }
7666 \f
7667 /* Test whether A * B can be computed without
7668    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7669
7670 static int
7671 product_cheap_p (a, b)
7672      rtx a;
7673      rtx b;
7674 {
7675   int i;
7676   rtx tmp;
7677   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7678   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7679   int win = 1;
7680
7681   /* If only one is constant, make it B.  */
7682   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7683     tmp = a, a = b, b = tmp;
7684
7685   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7686   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7687     return 1;
7688
7689   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7690   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7691     return 0;
7692
7693   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7694      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7695      of insns is generated.  */
7696
7697   rtl_obstack = &temp_obstack;
7698   start_sequence ();
7699   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7700   tmp = gen_sequence ();
7701   end_sequence ();
7702
7703   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7704     {
7705       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7706         win = 1;
7707       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7708         win = 0;
7709       else
7710         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7711           {
7712             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7713
7714             if (GET_CODE (insn) != INSN
7715                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7716                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7717                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7718                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7719                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7720               {
7721                 win = 0;
7722                 break;
7723               }
7724           }
7725     }
7726   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7727            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7728     win = 0;
7729   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7730            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7731            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7732     win = 0;
7733
7734   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7735      allocation to its normal obstack.  */
7736   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7737   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7738
7739   return win;
7740 }
7741 \f
7742 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7743    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7744    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7745    to see if the optimization can be performed.
7746    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7747
7748 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7749    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7750    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7751    faster than one that increments from zero.  */
7752
7753 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7754    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7755    final_[bg]iv_value.  */
7756
7757 static int
7758 check_dbra_loop (loop, insn_count)
7759      struct loop *loop;
7760      int insn_count;
7761 {
7762   struct iv_class *bl;
7763   rtx reg;
7764   rtx jump_label;
7765   rtx final_value;
7766   rtx start_value;
7767   rtx new_add_val;
7768   rtx comparison;
7769   rtx before_comparison;
7770   rtx p;
7771   rtx jump;
7772   rtx first_compare;
7773   int compare_and_branch;
7774   rtx loop_start = loop->start;
7775   rtx loop_end = loop->end;
7776   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
7777
7778   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7779      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7780
7781   jump = PREV_INSN (loop_end);
7782   comparison = get_condition_for_loop (loop, jump);
7783   if (comparison == 0)
7784     return 0;
7785   if (!onlyjump_p (jump))
7786     return 0;
7787
7788   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7789      two instructions.  */
7790   get_condition (jump, &first_compare);
7791   if (first_compare == jump)
7792     compare_and_branch = 1;
7793   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7794     compare_and_branch = 2;
7795   else
7796     return 0;
7797
7798   {
7799     /* If more than one condition is present to control the loop, then
7800        do not proceed, as this function does not know how to rewrite
7801        loop tests with more than one condition.  */
7802
7803     rtx jump1;
7804     if ((jump1 = prev_nonnote_insn (jump)) != loop->cont)
7805       if (GET_CODE (jump1) == JUMP_INSN)
7806         return 0;
7807   }
7808
7809   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7810      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7811      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7812      used between its update and the test insn.  */
7813
7814   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7815     {
7816       if (bl->biv_count == 1
7817           && ! bl->biv->maybe_multiple
7818           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7819           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7820                                    first_compare))
7821         break;
7822     }
7823
7824   if (! bl)
7825     return 0;
7826
7827   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7828      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7829      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7830      m68k DBRA instruction to be used.  */
7831
7832   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7833         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7834         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7835        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7836       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7837       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7838     {
7839       /* Initial value must be greater than 0,
7840          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7841          the last iteration */
7842
7843       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7844           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7845           && (INTVAL (bl->initial_value)
7846               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7847         {
7848           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7849           if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
7850             REG_NOTES (jump)
7851               = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
7852                                    REG_NOTES (jump));
7853           bl->nonneg = 1;
7854
7855           return 1;
7856         }
7857
7858       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7859          the loop, then we can safely optimize.  */
7860       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7861         {
7862           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7863             break;
7864           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7865             continue;
7866
7867           before_comparison = get_condition_for_loop (loop, p);
7868           if (before_comparison
7869               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7870               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7871               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7872               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7873               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7874             {
7875               if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
7876                 REG_NOTES (jump)
7877                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
7878                                        REG_NOTES (jump));
7879               bl->nonneg = 1;
7880
7881               return 1;
7882             }
7883         }
7884     }
7885   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7886            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7887     {
7888       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7889       /* Can do this if:
7890          all registers modified are induction variables or invariant,
7891          all memory references have non-overlapping addresses
7892          (obviously true if only one write)
7893          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7894       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7895          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7896          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7897          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7898          one biv.  */
7899       int num_nonfixed_reads = 0;
7900       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7901       int no_use_except_counting = 0;
7902       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7903          which is reversible.  */
7904       int reversible_mem_store = 1;
7905
7906       if (bl->giv_count == 0 && ! loop->exit_count)
7907         {
7908           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7909
7910           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7911              fall through at the end of the loop, then
7912              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7913           no_use_except_counting = 1;
7914           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7915             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7916               {
7917                 rtx set = single_set (p);
7918
7919                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7920                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7921                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7922                   ;
7923                 else if ((p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7924                           || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7925                          && reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7926                   {
7927                     /* If either of these insns uses the biv and sets a pseudo
7928                        that has more than one usage, then the biv has uses
7929                        other than counting since it's used to derive a value
7930                        that is used more than one time.  */
7931                     int note_set_pseudo_multiple_uses_retval = 0;
7932                     note_stores (PATTERN (p), note_set_pseudo_multiple_uses,
7933                                  &note_set_pseudo_multiple_uses_retval);
7934                     if (note_set_pseudo_multiple_uses_retval)
7935                       {
7936                         no_use_except_counting = 0;
7937                         break;
7938                       }
7939                   }
7940                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7941                   {
7942                     no_use_except_counting = 0;
7943                     break;
7944                   }
7945               }
7946         }
7947
7948       if (no_use_except_counting)
7949         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7950       else if (num_mem_sets <= 1)
7951         {
7952           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7953             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7954               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (loop, PATTERN (p));
7955
7956           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7957              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7958              might then have the wrong value at loop exit.
7959              This would work if the source was invariant also, however, in that
7960              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7961
7962           if (num_mem_sets == 1)
7963             {
7964               struct induction *v;
7965
7966               reversible_mem_store
7967                 = (! unknown_address_altered
7968                    && ! unknown_constant_address_altered
7969                    && ! loop_invariant_p (loop,
7970                                           XEXP (XEXP (loop_store_mems, 0),
7971                                                 0)));
7972
7973               /* If the store depends on a register that is set after the
7974                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7975                  reversible.  */
7976               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7977                 {
7978                   if (v->giv_type == DEST_REG
7979                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7980                                          PATTERN (first_loop_store_insn)) 
7981                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7982                     reversible_mem_store = 0;
7983                 }
7984             }
7985         }
7986       else
7987         return 0;
7988
7989       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7990          the memory address check by only reversing loops with
7991          zero or one memory access.
7992          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7993          and that can't be reversed.
7994          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7995          about all these things.  */
7996
7997       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7998            && ! loop_info->has_call
7999            && ! loop_info->has_volatile
8000            && reversible_mem_store
8001            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
8002               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
8003            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
8004           || no_use_except_counting)
8005         {
8006           rtx tem;
8007
8008           /* Loop can be reversed.  */
8009           if (loop_dump_stream)
8010             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
8011
8012           /* Now check other conditions:
8013
8014              The increment must be a constant, as must the initial value,
8015              and the comparison code must be LT. 
8016
8017              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
8018              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
8019              confusing.  */
8020
8021           if (comparison
8022               /* for constants, LE gets turned into LT */
8023               && (GET_CODE (comparison) == LT
8024                   || (GET_CODE (comparison) == LE
8025                       && no_use_except_counting)))
8026             {
8027               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val = 0;
8028               rtx initial_value, comparison_value;
8029               int nonneg = 0;
8030               enum rtx_code cmp_code;
8031               int comparison_const_width;
8032               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
8033
8034               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
8035               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
8036               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
8037                 comparison_const_width
8038                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
8039               else
8040                 comparison_const_width
8041                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
8042               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8043                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
8044               comparison_sign_mask
8045                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
8046
8047               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
8048                  can not reverse this loop.
8049
8050                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
8051                  a whole compute an invariant result, then we could move
8052                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
8053               if (! loop_invariant_p (loop, comparison_value))
8054                 return 0;
8055
8056               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8057                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
8058               initial_value = bl->initial_value;
8059                 
8060               /* Normalize the initial value if it is an integer and 
8061                  has no other use except as a counter.  This will allow
8062                  a few more loops to be reversed.  */
8063               if (no_use_except_counting
8064                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8065                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8066                 {
8067                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
8068                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
8069                      of add_val in order to do the loop reversal, so
8070                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
8071                      Since comparison_value is constant, we know that the
8072                      current comparison code is LT.  */
8073                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
8074                   comparison_val
8075                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
8076                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
8077                      even if there is an overflow, we might still be able to
8078                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
8079                      NE is possible.  */
8080                   initial_value = const0_rtx;
8081                 }
8082
8083               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
8084               if (initial_value == const0_rtx
8085                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count,
8086                      prefer the NE test, since this will allow that
8087                      instruction to be generated.  Note that we must
8088                      use a vanilla loop reversal if the biv is used to
8089                      calculate a giv or has a non-counting use.  */
8090 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) \
8091 && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
8092                   && (! (add_val == 1 && loop->vtop
8093                          && (bl->biv_count == 0
8094                              || no_use_except_counting)))
8095 #endif
8096                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8097                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
8098                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
8099                         & comparison_sign_mask))
8100                 {
8101                   /* Register will always be nonnegative, with value
8102                      0 on last iteration */
8103                   add_adjust = add_val;
8104                   nonneg = 1;
8105                   cmp_code = GE;
8106                 }
8107               else if (add_val == 1 && loop->vtop
8108                        && (bl->biv_count == 0
8109                            || no_use_except_counting))
8110                 {
8111                   add_adjust = 0;
8112                   cmp_code = NE;
8113                 }
8114               else
8115                 return 0;
8116
8117               if (GET_CODE (comparison) == LE)
8118                 add_adjust -= add_val;
8119
8120               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
8121                  value is not an exact multiple of the increment, then we
8122                  can not reverse this loop.  */
8123               if (initial_value == const0_rtx
8124                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8125                 {
8126                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
8127                     return 0;
8128                 }
8129               else
8130                 {
8131                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
8132                     return 0;
8133                 }
8134
8135               final_value = comparison_value;
8136
8137               /* Reset these in case we normalized the initial value
8138                  and comparison value above.  */
8139               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8140                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8141                 {
8142                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
8143                   final_value
8144                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
8145                 }
8146               bl->initial_value = initial_value;
8147
8148               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
8149               reg = bl->biv->dest_reg;
8150               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
8151               if (jump_label == pc_rtx)
8152                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
8153               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
8154
8155               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
8156                  to generate a SUB.
8157                  Initialize biv to start_value before loop start.
8158                  The old initializing insn will be deleted as a
8159                  dead store by flow.c.  */
8160               if (initial_value == const0_rtx
8161                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8162                 {
8163                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
8164                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
8165                                     loop_start);
8166                 }
8167               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8168                 {
8169                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
8170                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8171                   enum insn_code icode
8172                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8173
8174                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
8175                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
8176                             (comparison_value, mode))
8177                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
8178                             (offset, mode)))
8179                     return 0;
8180                   start_value
8181                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
8182                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8183                                      (reg, comparison_value, offset)),
8184                                     loop_start);
8185                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
8186                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
8187                                                 GEN_INT (add_val));
8188                 }
8189               else if (! add_adjust)
8190                 {
8191                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8192                   enum insn_code icode
8193                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8194                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
8195                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
8196                             (comparison_value, mode))
8197                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
8198                             (initial_value, mode)))
8199                     return 0;
8200                   start_value
8201                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
8202                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8203                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
8204                                     loop_start);
8205                 }
8206               else
8207                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
8208                    better to have a testcase first.  */
8209                 return 0;
8210
8211               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
8212                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8213               start_sequence ();
8214               expand_inc (reg, new_add_val);
8215               tem = gen_sequence ();
8216               end_sequence ();
8217
8218               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8219               delete_insn (bl->biv->insn);
8220                       
8221               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8222               bl->biv->insn = p;
8223               bl->initial_value = start_value;
8224               bl->biv->add_val = new_add_val;
8225
8226               /* Update loop info.  */
8227               loop_info->initial_value = reg;
8228               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8229               loop_info->final_value = const0_rtx;
8230               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8231               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8232               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8233               loop_info->increment = new_add_val;
8234
8235               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8236                  not delete the label.  */
8237               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8238
8239               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8240                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8241               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8242                   || ! bl->init_insn
8243                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8244                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8245                                  loop_end);
8246
8247               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8248               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8249               if (compare_and_branch == 2)
8250                 delete_insn (first_compare);
8251
8252               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8253               start_sequence ();
8254               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8255                                        GET_MODE (reg), 0, 0, 
8256                                        XEXP (jump_label, 0));
8257               tem = gen_sequence ();
8258               end_sequence ();
8259               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8260
8261               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8262                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8263                    tem = PREV_INSN (tem))
8264                 ;
8265
8266               if (tem)
8267                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8268
8269               if (nonneg)
8270                 {
8271                   if (tem)
8272                     {
8273                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8274                       /* Register is now always nonnegative,
8275                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8276                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, reg,
8277                                                            REG_NOTES (tem));
8278                     }
8279                   bl->nonneg = 1;
8280                 }
8281
8282               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
8283                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
8284                  code).
8285                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
8286                  counting, or it is the only biv in this function.
8287                  However, the code that computes no_use_except_counting does
8288                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
8289                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
8290                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
8291                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
8292                  here.  */
8293               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8294                 if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
8295                   {
8296                     rtx *pnote;
8297                     rtx set = single_set (p);
8298                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
8299                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
8300                     if (! set
8301                         || GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
8302                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= reg_iv_type->num_elements
8303                         || REG_IV_TYPE (REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
8304                         || REG_IV_INFO (REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
8305                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
8306                         {
8307                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
8308                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
8309                                                   XEXP (*pnote, 0)))
8310                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
8311                           else
8312                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
8313                         }
8314                   }
8315
8316               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8317                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8318                  will have to be fixed up.  */
8319
8320               bl->reversed = 1;
8321
8322               if (loop_dump_stream)
8323                 {
8324                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
8325                   if (bl->nonneg)
8326                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
8327                   else
8328                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8329                 }
8330
8331               return 1;
8332             }
8333         }
8334     }
8335
8336   return 0;
8337 }
8338 \f
8339 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8340    based on the insns in the loop that refer to it.
8341
8342    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8343
8344    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8345    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8346    start of the loop.  */
8347
8348 static int
8349 maybe_eliminate_biv (loop, bl, eliminate_p, threshold, insn_count)
8350      const struct loop *loop;
8351      struct iv_class *bl;
8352      int eliminate_p;
8353      int threshold, insn_count;
8354 {
8355   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8356   rtx loop_start = loop->start;
8357   rtx loop_end = loop->end;
8358   rtx p;
8359
8360   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8361      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8362
8363   for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8364     {
8365       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8366       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8367
8368       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
8369       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
8370         {
8371           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
8372
8373           if (note)
8374             {
8375               rtx last = XEXP (note, 0);
8376               rtx set = single_set (last);
8377
8378               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
8379                 {
8380                   unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
8381
8382                   if (regno < max_reg_before_loop
8383                       && REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
8384                       && REG_IV_INFO (regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
8385                     p = last;
8386                 }
8387             }
8388         }
8389       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8390           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8391           && ! maybe_eliminate_biv_1 (loop, PATTERN (p), p, bl,
8392                                       eliminate_p, where))
8393         {
8394           if (loop_dump_stream)
8395             fprintf (loop_dump_stream,
8396                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8397                      bl->regno, INSN_UID (p));
8398           break;
8399         }
8400     }
8401
8402   if (p == loop_end)
8403     {
8404       if (loop_dump_stream)
8405         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8406                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8407       return 1;
8408     }
8409
8410   return 0;
8411 }
8412 \f
8413 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8414    Return non-zero if INSN is first.  */
8415
8416 int
8417 loop_insn_first_p (insn, reference)
8418      rtx insn, reference;
8419 {
8420   rtx p, q;
8421
8422   for (p = insn, q = reference; ;)
8423     {
8424       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8425          first.  */
8426       if (q == insn || ! p)
8427         return 0;
8428       if (p == reference || ! q)
8429         return 1;
8430
8431       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
8432          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
8433          P is a note.  */
8434       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8435           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
8436           && GET_CODE (p) != NOTE)
8437         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
8438
8439       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
8440           || GET_CODE (p) == NOTE)
8441         p = NEXT_INSN (p);
8442       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8443         q = NEXT_INSN (q);
8444     }
8445 }
8446
8447 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8448    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8449    div derivation is zero.  */
8450 static int
8451 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8452      struct induction *biv, *giv;
8453      rtx insn;
8454 {
8455   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8456      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8457      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8458      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8459   if (giv->auto_inc_opt
8460       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8461            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8462           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8463               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8464     return 0;
8465
8466   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8467      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8468      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8469      bother to make this possible.  */
8470   if (giv->derived_from
8471       && ! (giv->always_executed
8472             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8473             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8474     return 0;
8475   if (giv->same
8476       && giv->same->derived_from
8477       && ! (giv->same->always_executed
8478             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8479             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8480     return 0;
8481
8482   return 1;
8483 }
8484
8485 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8486    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8487
8488    If BIV does not appear in X, return 1.
8489
8490    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8491    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8492    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8493    the loop.  */
8494
8495 static int
8496 maybe_eliminate_biv_1 (loop, x, insn, bl, eliminate_p, where)
8497      const struct loop *loop;
8498      rtx x, insn;
8499      struct iv_class *bl;
8500      int eliminate_p;
8501      rtx where;
8502 {
8503   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8504   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8505   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8506   struct induction *v;
8507   rtx arg, tem;
8508 #ifdef HAVE_cc0
8509   rtx new;
8510 #endif
8511   int arg_operand;
8512   const char *fmt;
8513   int i, j;
8514
8515   switch (code)
8516     {
8517     case REG:
8518       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8519          we can't eliminate it.  */
8520       if (x == reg)
8521         return 0;
8522       return 1;
8523
8524     case SET:
8525       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8526       if (SET_DEST (x) == reg)
8527         return 1;
8528
8529       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8530          it will go away when the giv is reduced.  */
8531       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8532         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8533           return 1;
8534
8535 #ifdef HAVE_cc0
8536       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8537         {
8538           /* Can replace with any giv that was reduced and
8539              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8540              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8541              ??? We disable this optimization to avoid potential
8542              overflows.  */
8543
8544           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8545             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
8546                 && v->add_val == const0_rtx
8547                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8548                 && v->mode == mode
8549                 && 0)
8550               {
8551                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8552                   continue;
8553
8554                 if (! eliminate_p)
8555                   return 1;
8556
8557                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8558                    then reverse the comparison.  */
8559                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8560                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8561                                          const0_rtx, v->new_reg);
8562                 else
8563                   new = v->new_reg;
8564
8565                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8566                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8567                   return 1;
8568               }
8569
8570           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8571              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8572              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8573              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8574              overflow problem.  */
8575
8576           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8577             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
8578                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8579                 && v->mode == mode
8580                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8581                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8582                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8583                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8584                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8585               {
8586                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8587                   continue;
8588
8589                 if (! eliminate_p)
8590                   return 1;
8591
8592                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8593                    then reverse the comparison.  */
8594                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8595                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8596                                          v->new_reg);
8597                 else
8598                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8599                                          copy_rtx (v->add_val));
8600
8601                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8602                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8603                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8604                   return 1;
8605
8606                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8607                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8608                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8609
8610                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8611                                   where);
8612
8613                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8614                    the compare expression. */
8615                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8616                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8617                   return 1;
8618               }
8619         }
8620 #endif
8621       break;
8622
8623     case COMPARE:
8624     case EQ:  case NE:
8625     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8626     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8627       /* See if either argument is the biv.  */
8628       if (XEXP (x, 0) == reg)
8629         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8630       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8631         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8632       else
8633         break;
8634
8635       if (CONSTANT_P (arg))
8636         {
8637           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8638              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8639              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8640
8641           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8642             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
8643                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8644                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8645                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8646                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8647                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8648                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8649                 && v->mode == mode)
8650               {
8651                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8652                   continue;
8653
8654                 if (! eliminate_p)
8655                   return 1;
8656
8657                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8658                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1-arg_operand), v->new_reg, 1);
8659
8660                 /* If all constants are actually constant integers and
8661                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8662                    do so.  */
8663                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8664                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8665                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
8666                   {
8667                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8668                                      GEN_INT (INTVAL (arg)
8669                                              * INTVAL (v->mult_val)
8670                                              + INTVAL (v->add_val)), 1);
8671                   }
8672                 else
8673                   {
8674                     /* Otherwise, load it into a register.  */
8675                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8676                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8677                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8678                   }
8679                 if (apply_change_group ())
8680                   return 1;
8681               }
8682           
8683           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8684              Insert insns to calculate new compare value.  
8685              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8686
8687           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8688             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
8689                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8690                 && v->mode == mode
8691                 && 0)
8692               {
8693                 rtx tem;
8694
8695                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8696                   continue;
8697
8698                 if (! eliminate_p)
8699                   return 1;
8700
8701                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8702
8703                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8704                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8705                                  v->new_reg, 1);
8706
8707                 /* Compute value to compare against.  */
8708                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8709                 /* Use it in this insn.  */
8710                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8711                 if (apply_change_group ())
8712                   return 1;
8713               }
8714         }
8715       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8716         {
8717           if (loop_invariant_p (loop, arg) == 1)
8718             {
8719               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8720                  add_val. Insert insns to compute new compare value. 
8721                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8722
8723               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8724                 if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
8725                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8726                     && v->mode == mode
8727                     && 0)
8728                   {
8729                     rtx tem;
8730
8731                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8732                       continue;
8733
8734                     if (! eliminate_p)
8735                       return 1;
8736
8737                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8738
8739                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8740                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8741                                      v->new_reg, 1);
8742
8743                     /* Compute value to compare against.  */
8744                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8745                                       tem, where);
8746                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8747                     if (apply_change_group ())
8748                       return 1;
8749                   }
8750             }
8751
8752           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8753              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8754              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8755              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8756              but that can generate poor code.
8757
8758              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8759              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8760              we might have to do a topological sort of the order in which
8761              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8762              this sort of thing now.  */
8763
8764 #if 0
8765           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8766           if (GET_CODE (arg) != REG
8767               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8768             return 0;
8769
8770           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8771              with identical coefficients.  */
8772           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8773             {
8774               struct induction *tv;
8775
8776               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8777                 continue;
8778
8779               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8780                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8781                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8782                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8783                     && tv->mode == mode)
8784                   {
8785                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8786                       continue;
8787
8788                     if (! eliminate_p)
8789                       return 1;
8790
8791                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8792                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8793                     /* Replace other operand with the other giv's
8794                        reduced reg.  */
8795                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8796                     return 1;
8797                   }
8798             }
8799 #endif
8800         }
8801
8802       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8803       return 0;
8804
8805     case MEM:
8806       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8807          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8808       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8809         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8810           return 1;
8811       break;
8812
8813     default:
8814       break;
8815     }
8816
8817   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8818   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8819   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8820     {
8821       switch (fmt[i])
8822         {
8823         case 'e':
8824           if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XEXP (x, i), insn, bl, 
8825                                        eliminate_p, where))
8826             return 0;
8827           break;
8828
8829         case 'E':
8830           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8831             if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8832                                          eliminate_p, where))
8833               return 0;
8834           break;
8835         }
8836     }
8837
8838   return 1;
8839 }  
8840 \f
8841 /* Return nonzero if the last use of REG
8842    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8843
8844 static int
8845 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8846      rtx reg;
8847      rtx insn;
8848 {
8849   rtx n;
8850   for (n = insn;
8851        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8852        n = NEXT_INSN (n))
8853     {
8854       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8855         return 1;
8856     }
8857   return 0;
8858 }
8859 \f
8860 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8861    just record the location of the set and process it later.  */
8862
8863 static void
8864 record_initial (dest, set, data)
8865      rtx dest;
8866      rtx set;
8867      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
8868 {
8869   struct iv_class *bl;
8870
8871   if (GET_CODE (dest) != REG
8872       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8873       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8874     return;
8875
8876   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8877
8878   /* If this is the first set found, record it.  */
8879   if (bl->init_insn == 0)
8880     {
8881       bl->init_insn = note_insn;
8882       bl->init_set = set;
8883     }
8884 }
8885 \f
8886 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8887    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8888    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8889    use it.  */
8890
8891 static void
8892 update_reg_last_use (x, insn)
8893      rtx x;
8894      rtx insn;
8895 {
8896   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8897      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8898      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8899      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8900   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8901       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8902       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8903     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8904   else
8905     {
8906       register int i, j;
8907       register const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8908       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8909         {
8910           if (fmt[i] == 'e')
8911             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8912           else if (fmt[i] == 'E')
8913             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8914               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8915         }
8916     }
8917 }
8918 \f
8919 /* Given an insn INSN and condition COND, return the condition in a
8920    canonical form to simplify testing by callers.  Specifically:
8921
8922    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8923    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8924    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8925    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8926        for GE, GEU, and LEU.
8927
8928    If the condition cannot be understood, or is an inequality floating-point
8929    comparison which needs to be reversed, 0 will be returned.
8930
8931    If REVERSE is non-zero, then reverse the condition prior to canonizing it.
8932
8933    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8934    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8935    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8936    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8937
8938    If WANT_REG is non-zero, we wish the condition to be relative to that
8939    register, if possible.  Therefore, do not canonicalize the condition
8940    further.  */
8941
8942 rtx
8943 canonicalize_condition (insn, cond, reverse, earliest, want_reg)
8944      rtx insn;
8945      rtx cond;
8946      int reverse;
8947      rtx *earliest;
8948      rtx want_reg;
8949 {
8950   enum rtx_code code;
8951   rtx prev = insn;
8952   rtx set;
8953   rtx tem;
8954   rtx op0, op1;
8955   int reverse_code = 0;
8956   int did_reverse_condition = 0;
8957   enum machine_mode mode;
8958
8959   code = GET_CODE (cond);
8960   mode = GET_MODE (cond);
8961   op0 = XEXP (cond, 0);
8962   op1 = XEXP (cond, 1);
8963
8964   if (reverse)
8965     {
8966       code = reverse_condition (code);
8967       did_reverse_condition ^= 1;
8968     }
8969
8970   if (earliest)
8971     *earliest = insn;
8972
8973   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8974      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8975      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8976      in cse.c  */
8977
8978   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<'
8979          && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0))
8980          && op0 != want_reg)
8981     {
8982       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8983       rtx x = 0;
8984
8985 #ifdef HAVE_cc0
8986       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8987          insn.  */
8988       if (op0 == cc0_rtx)
8989         {
8990           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8991               || GET_CODE (prev) != INSN
8992               || (set = single_set (prev)) == 0
8993               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8994             return 0;
8995
8996           op0 = SET_SRC (set);
8997           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8998           if (earliest)
8999             *earliest = prev;
9000         }
9001 #endif
9002
9003       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
9004       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
9005         {
9006           op1 = XEXP (op0, 1);
9007           op0 = XEXP (op0, 0);
9008           continue;
9009         }
9010       else if (GET_CODE (op0) != REG)
9011         break;
9012
9013       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
9014          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
9015          we don't want to bother dealing with it.  */
9016
9017       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
9018           || GET_CODE (prev) != INSN
9019           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
9020           || (set = single_set (prev)) == 0)
9021         break;
9022
9023       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
9024          relevant.  */
9025       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
9026         {
9027           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
9028
9029           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
9030              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
9031              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
9032              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
9033              actually artificial, simply to prevent the combination, but
9034              should not affect other platforms.
9035
9036              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
9037              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
9038              modeless comparisons inside branch patterns.
9039
9040              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
9041              in simplify_comparison in combine.  */
9042
9043           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
9044                || (((code == NE
9045                      || (code == LT
9046                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
9047                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
9048                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9049                          && (STORE_FLAG_VALUE
9050                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9051                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9052 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9053                      || (code == LT
9054                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9055                          && (REAL_VALUE_NEGATIVE
9056                              (FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode))))
9057 #endif
9058                      ))
9059                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
9060               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9061                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9062                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9063             x = SET_SRC (set);
9064           else if (((code == EQ
9065                      || (code == GE
9066                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
9067                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9068                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
9069                          && (STORE_FLAG_VALUE
9070                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9071                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9072 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9073                      || (code == GE
9074                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9075                          && (REAL_VALUE_NEGATIVE
9076                              (FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode))))
9077 #endif
9078                      ))
9079                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
9080                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9081                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9082                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9083
9084             {
9085               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
9086                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
9087                  have had to reverse the condition.  */
9088               did_reverse_condition ^= 1;
9089               reverse_code = 1;
9090               x = SET_SRC (set);
9091             }
9092           else
9093             break;
9094         }
9095
9096       else if (reg_set_p (op0, prev))
9097         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
9098         break;
9099
9100       if (x)
9101         {
9102           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
9103             code = GET_CODE (x);
9104           if (reverse_code)
9105             {
9106               code = reverse_condition (code);
9107               if (code == UNKNOWN)
9108                 return 0;
9109               did_reverse_condition ^= 1;
9110               reverse_code = 0;
9111             }
9112
9113           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
9114           if (earliest)
9115             *earliest = prev;
9116         }
9117     }
9118
9119   /* If constant is first, put it last.  */
9120   if (CONSTANT_P (op0))
9121     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
9122
9123   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
9124      was really being compared, so fail.  */
9125   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
9126     return 0;
9127
9128   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
9129      if we can do computations in the relevant mode and we do not
9130      overflow.  */
9131
9132   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
9133       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
9134       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9135     {
9136       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
9137       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
9138       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
9139         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
9140
9141       switch (code)
9142         {
9143         case LE:
9144           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
9145             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
9146           break;
9147
9148         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
9149            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
9150         case GE:
9151           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
9152               != (((HOST_WIDE_INT) 1
9153                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
9154             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
9155           break;
9156
9157         case LEU:
9158           if (uconst_val < max_val)
9159             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
9160           break;
9161
9162         case GEU:
9163           if (uconst_val != 0)
9164             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
9165           break;
9166
9167         default:
9168           break;
9169         }
9170     }
9171
9172   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
9173      EQ or NE or (UN)ORDERED, return zero.  */
9174   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
9175       && did_reverse_condition
9176       && code != NE && code != EQ && code != UNORDERED && code != ORDERED
9177       && ! flag_fast_math
9178       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
9179     return 0;
9180
9181 #ifdef HAVE_cc0
9182   /* Never return CC0; return zero instead.  */
9183   if (op0 == cc0_rtx)
9184     return 0;
9185 #endif
9186
9187   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
9188 }
9189
9190 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
9191    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
9192    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
9193    be returned.
9194
9195    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
9196    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
9197    of the condition is desired, it should be placed in front of that
9198    insn and we will be sure that the inputs are still valid.  */
9199
9200 rtx
9201 get_condition (jump, earliest)
9202      rtx jump;
9203      rtx *earliest;
9204 {
9205   rtx cond;
9206   int reverse;
9207   rtx set;
9208
9209   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
9210   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
9211       || ! any_condjump_p (jump))
9212     return 0;
9213   set = pc_set (jump);
9214
9215   cond = XEXP (SET_SRC (set), 0);
9216
9217   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
9218      the condition.  */
9219   reverse
9220     = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (set), 2)) == LABEL_REF
9221       && XEXP (XEXP (SET_SRC (set), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump);
9222
9223   return canonicalize_condition (jump, cond, reverse, earliest, NULL_RTX);
9224 }
9225
9226 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
9227    unless both operands are invariants.  */
9228
9229 rtx
9230 get_condition_for_loop (loop, x)
9231      const struct loop *loop;
9232      rtx x;
9233 {
9234   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
9235
9236   if (comparison == 0
9237       || ! loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 0))
9238       || loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 1)))
9239     return comparison;
9240
9241   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
9242                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
9243 }
9244
9245 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
9246 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
9247    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds. 
9248    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
9249    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
9250  */
9251
9252 static void
9253 insert_bct (loop)
9254      struct loop *loop;
9255 {
9256   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
9257   rtx loop_start = loop->start;
9258   rtx loop_end = loop->end;
9259   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);  
9260   int loop_num = loop->num;
9261
9262 #if 0
9263   int increment_direction, compare_direction;
9264   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
9265       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
9266   int add_iteration = 0;
9267   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
9268 #endif
9269
9270   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
9271   if (loop_info->unroll_number == loop_info->n_iterations)
9272     return;
9273
9274   /* Make sure that the count register is not in use.  */
9275   if (loop_info->used_count_register)
9276     {
9277       if (loop_dump_stream)
9278         fprintf (loop_dump_stream,
9279                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
9280                  loop_num);
9281       return;
9282     }
9283
9284   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
9285   if (indirect_jump_in_function)
9286     {
9287       if (loop_dump_stream)
9288         fprintf (loop_dump_stream,
9289                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
9290                  loop_num);
9291       return;
9292     }
9293
9294   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
9295   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
9296       || ! onlyjump_p (PREV_INSN (loop_end))
9297       || ! any_condjump_p (PREV_INSN (loop_end)))
9298     {
9299       if (loop_dump_stream)
9300         fprintf (loop_dump_stream,
9301                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
9302                  loop_num);
9303       return;
9304     }
9305
9306   /* Make sure that the loop does not contain a function call
9307      (the count register might be altered by the called function).  */
9308   if (loop_info->has_call)
9309     {
9310       if (loop_dump_stream)
9311         fprintf (loop_dump_stream,
9312                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
9313                  loop_num);
9314       return;
9315     }
9316
9317   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
9318      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
9319   if (loop_info->has_tablejump)
9320     {
9321       if (loop_dump_stream)
9322         fprintf (loop_dump_stream,
9323                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
9324                  loop_num);
9325       return;
9326     }
9327
9328   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
9329   if (loop_info->unroll_number > 1)
9330     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
9331   else
9332     n_iterations = loop_info->n_iterations;
9333
9334   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
9335     {
9336       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
9337       if (loop_dump_stream)
9338         fprintf (loop_dump_stream,
9339                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
9340                  loop_num);
9341       return;
9342     }
9343
9344   /* Try to instrument the loop.  */
9345
9346   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
9347   if (n_iterations > 0)
9348     {
9349       struct loop *outer_loop;
9350       struct loop_info *outer_loop_info;
9351
9352       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
9353       for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
9354         {
9355           outer_loop_info = LOOP_INFO (outer_loop);
9356           outer_loop_info->used_count_register = 1;
9357         }
9358       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
9359       return;
9360     }
9361
9362   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
9363      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
9364      of the number of iterations.  */
9365
9366   if (loop_info->iteration_var == 0)
9367     {
9368       if (loop_dump_stream)
9369         fprintf (loop_dump_stream,
9370                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9371                  loop_num);
9372       return;
9373     }
9374
9375   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9376       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9377     {
9378       if (loop_dump_stream)
9379         fprintf (loop_dump_stream,
9380                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9381                  loop_num);
9382       return;
9383     }
9384
9385   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9386   if (loop_info->comparison_code == NE)
9387     {
9388       if (loop_dump_stream)
9389         fprintf (loop_dump_stream,
9390                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9391                  loop_num);
9392       return;
9393     }
9394 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9395 #if 0
9396   else
9397     {
9398       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9399          loop executes at least once.  */
9400       rtx sequence;
9401       rtx iterations_num_reg;
9402
9403       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9404         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9405
9406       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9407          expensive) divide is needed.  */
9408       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9409         {
9410           if (loop_dump_stream)
9411             fprintf (loop_dump_stream,
9412                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9413           return;
9414         }
9415
9416       /* compute the number of iterations */
9417       start_sequence ();
9418       {
9419         rtx temp_reg;
9420
9421         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9422            ;
9423            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9424            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9425            ;                                           increment
9426          */
9427         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9428            expand_binop?  */
9429         if (compare_direction > 0)
9430           {
9431             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9432             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9433                                      comparison_value, initial_value,
9434                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9435           }
9436         else
9437           {
9438             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9439                                      initial_value, comparison_value,
9440                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9441           }
9442
9443         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9444           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9445                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9446                                             + add_iteration),
9447                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9448
9449         if (increment_value_abs != 1)
9450           iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, asr_optab,
9451                                              temp_reg,
9452                                              GEN_INT (exact_log2 (increment_value_abs)),
9453                                              NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9454         else
9455           iterations_num_reg = temp_reg;
9456       }
9457       sequence = gen_sequence ();
9458       end_sequence ();
9459       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9460       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9461     }
9462
9463   return;
9464 #endif /* Complex case */
9465 }
9466
9467 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9468    1. A new counter register is created.
9469    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9470    passed in the loop_num_iterations parameter.
9471    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9472    The created comparison follows the pattern defined for the
9473    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9474    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9475    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9476    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9477
9478 static void
9479 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9480      rtx loop_start, loop_end;
9481      rtx loop_num_iterations;
9482 {
9483   rtx counter_reg;
9484   rtx start_label;
9485   rtx sequence;
9486
9487   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9488     {
9489       if (loop_dump_stream)
9490         {
9491           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9492           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9493             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9494                      INTVAL (loop_num_iterations));
9495           else
9496             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9497           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9498         }
9499
9500       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9501          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9502       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9503
9504       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9505       start_label = gen_label_rtx ();
9506       emit_label_after (start_label, loop_start);
9507
9508       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9509       start_sequence ();
9510       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9511       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9512       sequence = gen_sequence ();
9513       end_sequence ();
9514       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9515
9516       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9517          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9518          later recognized by assembly generation phase).  */
9519       sequence = emit_jump_insn_before (
9520         gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg, start_label),
9521         loop_end);
9522
9523       if (GET_CODE (sequence) != JUMP_INSN)
9524         abort ();
9525       JUMP_LABEL (sequence) = start_label;
9526       LABEL_NUSES (start_label)++;
9527     }
9528 }
9529 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9530
9531 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9532
9533    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9534    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9535 static int
9536 indirect_jump_in_function_p (start)
9537      rtx start;
9538 {
9539   rtx insn;
9540
9541   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9542     if (computed_jump_p (insn))
9543       return 1;
9544
9545   return 0;
9546 }
9547
9548 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9549    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9550    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9551
9552 static int
9553 insert_loop_mem (mem, data)
9554      rtx *mem;
9555      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9556 {
9557   int i;
9558   rtx m = *mem;
9559
9560   if (m == NULL_RTX)
9561     return 0;
9562
9563   switch (GET_CODE (m))
9564     {
9565     case MEM:
9566       break;
9567
9568     case CLOBBER:
9569       /* We're not interested in MEMs that are only clobbered.  */
9570       return -1;
9571
9572     case CONST_DOUBLE:
9573       /* We're not interested in the MEM associated with a
9574          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9575       return -1;
9576
9577     case EXPR_LIST:
9578       /* We're not interested in any MEMs that only appear in notes.  */
9579       return -1;
9580
9581     default:
9582       /* This is not a MEM.  */
9583       return 0;
9584     }
9585
9586   /* See if we've already seen this MEM.  */
9587   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9588     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem)) 
9589       {
9590         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9591           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9592              this happens, something tricky is going on, and we just
9593              don't optimize accesses to this MEM.  */
9594           loop_mems[i].optimize = 0;
9595
9596         return 0;
9597       }
9598
9599   /* Resize the array, if necessary.  */
9600   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated) 
9601     {
9602       if (loop_mems_allocated != 0)
9603         loop_mems_allocated *= 2;
9604       else
9605         loop_mems_allocated = 32;
9606
9607       loop_mems = (loop_mem_info*) 
9608         xrealloc (loop_mems,
9609                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info)); 
9610     }
9611
9612   /* Actually insert the MEM.  */
9613   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9614   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9615      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9616      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9617      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9618   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9619   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9620   ++loop_mems_idx;
9621
9622   return 0;
9623 }
9624
9625 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9626    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9627    values after load_mems.  */
9628
9629 static void
9630 load_mems_and_recount_loop_regs_set (loop, insn_count)
9631      const struct loop *loop;
9632      int *insn_count;
9633 {
9634   int nregs = max_reg_num ();
9635
9636   load_mems (loop);
9637   
9638   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9639      created new registers.  */
9640   if (max_reg_num () > nregs)
9641     {
9642       int i;
9643       int old_nregs;
9644
9645       old_nregs = nregs;
9646       nregs = max_reg_num ();
9647
9648       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9649         {
9650           /* Grow all the arrays.  */
9651           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9652           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9653           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9654           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9655         }
9656       /* Clear the arrays */
9657       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9658       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9659       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9660
9661       count_loop_regs_set (loop->top ? loop->top : loop->start, loop->end,
9662                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9663                            insn_count, nregs); 
9664
9665       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9666         {
9667           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9668           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9669         }
9670       
9671 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9672       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9673          create CCmode register copies.  */
9674       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9675         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9676           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9677 #endif
9678
9679       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9680       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9681              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9682              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9683     }
9684 }
9685
9686 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  */
9687
9688 static void
9689 load_mems (loop)
9690      const struct loop *loop;
9691 {
9692   int maybe_never = 0;
9693   int i;
9694   rtx p;
9695   rtx label = NULL_RTX;
9696   rtx end_label = NULL_RTX;
9697   /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9698   int next_maybe_never = 0;
9699   int last_max_reg = max_reg_num ();
9700
9701   if (loop_mems_idx == 0)
9702     return;
9703
9704   /* Find start of the extended basic block that enters the loop.  */
9705   for (p = loop->start;
9706        PREV_INSN (p) && GET_CODE (p) != CODE_LABEL;
9707        p = PREV_INSN (p))
9708     ;
9709
9710   cselib_init ();
9711
9712   /* Build table of mems that get set to constant values before the
9713      loop.  */
9714   for (; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
9715     cselib_process_insn (p);
9716
9717   /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9718      loop are never executed.  */
9719   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start); 
9720        p != NULL_RTX && ! maybe_never; 
9721        p = next_insn_in_loop (loop, p))
9722     {
9723       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9724         maybe_never = 1;
9725       else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9726                /* If we enter the loop in the middle, and scan
9727                   around to the beginning, don't set maybe_never
9728                   for that.  This must be an unconditional jump,
9729                   otherwise the code at the top of the loop might
9730                   never be executed.  Unconditional jumps are
9731                   followed a by barrier then loop end.  */
9732                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN 
9733                      && JUMP_LABEL (p) == loop->top
9734                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
9735                      && any_uncondjump_p (p)))
9736         {
9737           if (!any_condjump_p (p))
9738             /* Something complicated.  */
9739             maybe_never = 1;
9740           else
9741             /* If there are any more instructions in the loop, they
9742                might not be reached.  */
9743             next_maybe_never = 1; 
9744         } 
9745       else if (next_maybe_never)
9746         maybe_never = 1;
9747     }
9748
9749   /* Actually move the MEMs.  */
9750   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i) 
9751     {
9752       regset_head copies;
9753       int written = 0;
9754       rtx reg;
9755       rtx mem = loop_mems[i].mem;
9756       rtx mem_list_entry;
9757
9758       if (MEM_VOLATILE_P (mem) 
9759           || loop_invariant_p (loop, XEXP (mem, 0)) != 1)
9760         /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9761         loop_mems[i].optimize = 0;
9762
9763       /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9764          one is aliased by one of them.  */
9765       mem_list_entry = loop_store_mems;
9766       while (mem_list_entry)
9767         {
9768           if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9769             written = 1;
9770           else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9771                                     mem, rtx_varies_p))
9772             {
9773               /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9774               loop_mems[i].optimize = 0;
9775               break;
9776             }
9777           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9778         }
9779
9780       if (flag_float_store && written
9781           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (mem)) == MODE_FLOAT)
9782         loop_mems[i].optimize = 0;
9783   
9784       /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9785          are no reads from another MEM that aliases this one.  */ 
9786       if (loop_mems[i].optimize && written)
9787         {
9788           int j;
9789
9790           for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9791             {
9792               if (j == i)
9793                 continue;
9794               else if (true_dependence (mem,
9795                                         VOIDmode,
9796                                         loop_mems[j].mem,
9797                                         rtx_varies_p))
9798                 {
9799                   /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9800                      the loop because writes to it might not be
9801                      seen by reads from loop_mems[j].  */
9802                   loop_mems[i].optimize = 0;
9803                   break;
9804                 }
9805             }
9806         }
9807
9808       if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9809         /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9810            cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9811         loop_mems[i].optimize = 0;
9812           
9813       if (!loop_mems[i].optimize)
9814         /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9815            loop, but later discovered that we could not.  */
9816         continue;
9817
9818       INIT_REG_SET (&copies);
9819
9820       /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9821          order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9822          out of the loop just because this REG is neither a
9823          user-variable nor used in the loop test.  */
9824       reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9825       REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9826       loop_mems[i].reg = reg;
9827
9828       /* Now, replace all references to the MEM with the
9829          corresponding pesudos.  */
9830       maybe_never = 0;
9831       for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
9832            p != NULL_RTX;
9833            p = next_insn_in_loop (loop, p))
9834         {
9835           rtx_and_int ri;
9836           rtx set;
9837
9838           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
9839             {
9840               /* See if this copies the mem into a register that isn't
9841                  modified afterwards.  We'll try to do copy propagation
9842                  a little further on.  */
9843               set = single_set (p);
9844               if (set
9845                   /* @@@ This test is _way_ too conservative.  */
9846                   && ! maybe_never
9847                   && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
9848                   && REGNO (SET_DEST (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
9849                   && REGNO (SET_DEST (set)) < last_max_reg
9850                   && VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (SET_DEST (set))) == 1
9851                   && rtx_equal_p (SET_SRC (set), loop_mems[i].mem))
9852                 SET_REGNO_REG_SET (&copies, REGNO (SET_DEST (set)));
9853               ri.r = p;
9854               ri.i = i;
9855               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9856             }
9857
9858           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL
9859               || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
9860             maybe_never = 1;
9861         }
9862
9863       if (! apply_change_group ())
9864         /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9865         loop_mems[i].optimize = 0;
9866       else
9867         {
9868           /* Load the memory immediately before LOOP->START, which is
9869              the NOTE_LOOP_BEG.  */
9870           cselib_val *e = cselib_lookup (mem, VOIDmode, 0);
9871           rtx set;
9872           rtx best = mem;
9873           int j;
9874           struct elt_loc_list *const_equiv = 0;
9875
9876           if (e)
9877             {
9878               struct elt_loc_list *equiv;
9879               struct elt_loc_list *best_equiv = 0;
9880               for (equiv = e->locs; equiv; equiv = equiv->next)
9881                 {
9882                   if (CONSTANT_P (equiv->loc))
9883                     const_equiv = equiv;
9884                   else if (GET_CODE (equiv->loc) == REG
9885                            /* Extending hard register lifetimes cuases crash
9886                               on SRC targets.  Doing so on non-SRC is
9887                               probably also not good idea, since we most
9888                               probably have pseudoregister equivalence as
9889                               well.  */
9890                            && REGNO (equiv->loc) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
9891                     best_equiv = equiv;
9892                 }
9893               /* Use the constant equivalence if that is cheap enough.  */
9894               if (! best_equiv)
9895                 best_equiv = const_equiv;
9896               else if (const_equiv
9897                        && (rtx_cost (const_equiv->loc, SET)
9898                            <= rtx_cost (best_equiv->loc, SET)))
9899                 {
9900                   best_equiv = const_equiv;
9901                   const_equiv = 0;
9902                 }
9903
9904               /* If best_equiv is nonzero, we know that MEM is set to a
9905                  constant or register before the loop.  We will use this
9906                  knowledge to initialize the shadow register with that
9907                  constant or reg rather than by loading from MEM.  */
9908               if (best_equiv)
9909                 best = copy_rtx (best_equiv->loc);
9910             }
9911           set = gen_move_insn (reg, best);
9912           set = emit_insn_before (set, loop->start);
9913           if (const_equiv)
9914             REG_NOTES (set) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUAL,
9915                                                  copy_rtx (const_equiv->loc),
9916                                                  REG_NOTES (set));
9917
9918           if (written)
9919             {
9920               if (label == NULL_RTX)
9921                 {
9922                   /* We must compute the former
9923                      right-after-the-end label before we insert
9924                      the new one.  */
9925                   end_label = next_label (loop->end);
9926                   label = gen_label_rtx ();
9927                   emit_label_after (label, loop->end);
9928                 }
9929
9930               /* Store the memory immediately after END, which is
9931                  the NOTE_LOOP_END.  */
9932               set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg); 
9933               emit_insn_after (set, label);
9934             }
9935
9936           if (loop_dump_stream)
9937             {
9938               fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9939                        REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9940               print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9941               fputc ('\n', loop_dump_stream);
9942             }
9943
9944           /* Attempt a bit of copy propagation.  This helps untangle the
9945              data flow, and enables {basic,general}_induction_var to find
9946              more bivs/givs.  */
9947           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
9948             (&copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j,
9949              {
9950                try_copy_prop (loop, loop_mems[i].reg, j);
9951              });
9952           CLEAR_REG_SET (&copies);
9953         }
9954     }
9955
9956   if (label != NULL_RTX)
9957     {
9958       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9959          label with the new one.  */
9960       rtx_pair rr; 
9961       rr.r1 = end_label;
9962       rr.r2 = label;
9963
9964       for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
9965         {
9966           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9967
9968           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9969              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9970              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9971              because the immediately following unroll pass will use it.
9972              replace_label would not work anyways, because that only handles
9973              LABEL_REFs.  */
9974           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9975             JUMP_LABEL (p) = label;
9976         }
9977     }
9978
9979   cselib_finish ();
9980 }
9981
9982 /* For communication between note_reg_stored and its caller.  */
9983 struct note_reg_stored_arg
9984 {
9985   int set_seen;
9986   rtx reg;
9987 };
9988
9989 /* Called via note_stores, record in SET_SEEN whether X, which is written,
9990    is equal to ARG.  */
9991 static void
9992 note_reg_stored (x, setter, arg)
9993      rtx x, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
9994      void *arg;
9995 {
9996   struct note_reg_stored_arg *t = (struct note_reg_stored_arg *)arg;
9997   if (t->reg == x)
9998     t->set_seen = 1;
9999 }
10000
10001 /* Try to replace every occurrence of pseudo REGNO with REPLACEMENT.
10002    There must be exactly one insn that sets this pseudo; it will be
10003    deleted if all replacements succeed and we can prove that the register
10004    is not used after the loop.  */
10005
10006 static void
10007 try_copy_prop (loop, replacement, regno)
10008      const struct loop *loop;
10009      rtx replacement;
10010      unsigned int regno;
10011 {
10012   /* This is the reg that we are copying from.  */
10013   rtx reg_rtx = regno_reg_rtx[regno];
10014   rtx init_insn = 0;
10015   rtx insn;
10016   /* These help keep track of whether we replaced all uses of the reg.  */
10017   int replaced_last = 0;
10018   int store_is_first = 0;
10019
10020   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10021        insn != NULL_RTX;
10022        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
10023     {
10024       rtx set;
10025
10026       /* Only substitute within one extended basic block from the initializing
10027          insn.  */
10028       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && init_insn)
10029         break;
10030
10031       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
10032         continue;
10033
10034       /* Is this the initializing insn?  */
10035       set = single_set (insn);
10036       if (set
10037           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
10038           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
10039         {
10040           if (init_insn)
10041             abort ();
10042
10043           init_insn = insn;
10044           if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
10045             store_is_first = 1;
10046         }
10047
10048       /* Only substitute after seeing the initializing insn.  */
10049       if (init_insn && insn != init_insn)
10050         {       
10051           struct note_reg_stored_arg arg;
10052           rtx array[3];
10053           array[0] = reg_rtx;
10054           array[1] = replacement;
10055           array[2] = insn;
10056
10057           for_each_rtx (&insn, replace_loop_reg, array);
10058           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
10059             replaced_last = 1;
10060
10061           /* Stop replacing when REPLACEMENT is modified.  */
10062           arg.reg = replacement;
10063           arg.set_seen = 0;
10064           note_stores (PATTERN (insn), note_reg_stored, &arg);
10065           if (arg.set_seen)
10066             break;
10067         }
10068     }
10069   if (! init_insn)
10070     abort ();
10071   if (apply_change_group ())
10072     {
10073       if (loop_dump_stream)
10074         fprintf (loop_dump_stream, "  Replaced reg %d", regno);
10075       if (store_is_first && replaced_last)
10076         {
10077           PUT_CODE (init_insn, NOTE);
10078           NOTE_LINE_NUMBER (init_insn) = NOTE_INSN_DELETED;
10079           if (loop_dump_stream)
10080             fprintf (loop_dump_stream, ", deleting init_insn (%d)",
10081                      INSN_UID (init_insn));
10082         }
10083       if (loop_dump_stream)
10084         fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
10085     }
10086 }
10087
10088 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
10089    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
10090    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
10091    and the MEM we are currently replacing.  */
10092
10093 static int
10094 replace_loop_mem (mem, data)
10095      rtx *mem;
10096      void *data;
10097 {
10098   rtx_and_int *ri; 
10099   rtx insn;
10100   int i;
10101   rtx m = *mem;
10102
10103   if (m == NULL_RTX)
10104     return 0;
10105
10106   switch (GET_CODE (m))
10107     {
10108     case MEM:
10109       break;
10110
10111     case CONST_DOUBLE:
10112       /* We're not interested in the MEM associated with a
10113          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
10114       return -1;
10115
10116     default:
10117       /* This is not a MEM.  */
10118       return 0;
10119     }
10120
10121   ri = (rtx_and_int*) data;
10122   i = ri->i;
10123
10124   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
10125     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
10126     return 0;
10127
10128   insn = ri->r;
10129
10130   /* Actually replace the MEM.  */
10131   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
10132
10133   return 0;
10134 }
10135
10136 /* Replace one register with another.  Called through for_each_rtx; PX points
10137    to the rtx being scanned.  DATA is actually an array of three rtx's; the
10138    first one is the one to be replaced, and the second one the replacement.
10139    The third one is the current insn.  */
10140
10141 static int
10142 replace_loop_reg (px, data)
10143      rtx *px;
10144      void *data;
10145 {
10146   rtx x = *px;
10147   rtx *array = (rtx *)data;
10148
10149   if (x == NULL_RTX)
10150     return 0;
10151
10152   if (x == array[0])
10153     validate_change (array[2], px, array[1], 1);
10154
10155   return 0;
10156 }
10157
10158 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
10159    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
10160    respectively.  */
10161
10162 static int
10163 replace_label (x, data)
10164      rtx *x;
10165      void *data;
10166 {
10167   rtx l = *x;
10168   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
10169   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
10170
10171   if (l == NULL_RTX)
10172     return 0;
10173
10174   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
10175     return 0;
10176
10177   if (XEXP (l, 0) != old_label)
10178     return 0;
10179   
10180   XEXP (l, 0) = new_label;
10181   ++LABEL_NUSES (new_label);
10182   --LABEL_NUSES (old_label);
10183
10184   return 0;
10185 }