OSDN Git Service

* loop.c (strength_reduce): Adjust BENEFIT appropriately if an
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-6, 1997 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GNU CC.
5
6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9 any later version.
10
11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
20
21
22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
23    It finds invariant computations within loops and moves them
24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and 
25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
27    the basic induction variables.
28
29    It also finds cases where
30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
31    and changes these to zero the entire register once before the loop
32    and merely copy the low part within the loop.
33
34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
35    while to do these things.  */
36
37 #include <stdio.h>
38 #include "config.h"
39 #include "rtl.h"
40 #include "obstack.h"
41 #include "expr.h"
42 #include "insn-config.h"
43 #include "insn-flags.h"
44 #include "regs.h"
45 #include "hard-reg-set.h"
46 #include "recog.h"
47 #include "flags.h"
48 #include "real.h"
49 #include "loop.h"
50 #include "except.h"
51
52 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
53    The luids are like uids but increase monotonically always.
54    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
55
56 int *uid_luid;
57
58 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
59    number the insn is contained in.  */
60
61 int *uid_loop_num;
62
63 /* 1 + largest uid of any insn.  */
64
65 int max_uid_for_loop;
66
67 /* 1 + luid of last insn.  */
68
69 static int max_luid;
70
71 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
72    next few tables.  */
73
74 static int max_loop_num;
75
76 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
77
78 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
79
80 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
81
82 int *loop_outer_loop;
83
84 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
85    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
86
87 static char *loop_invalid;
88
89 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
90    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
91    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
92
93    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
94    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
95    return, so the presense of a return does not affect any of the
96    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
97    instructions on this list.  */
98
99 rtx *loop_number_exit_labels;
100
101 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
102    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
103
104 int *loop_number_exit_count;
105
106 /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number could not be
107    calculated.  Must be unsigned since the number of iterations can
108    be as high as 2^wordsize-1.  For loops with a wider iterator, this number
109    will will be zero if the number of loop iterations is too large for an
110    unsigned integer to hold.  */
111
112 unsigned HOST_WIDE_INT loop_n_iterations;
113
114 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.
115    (unknown_address_altered is also nonzero in this case.)  */
116
117 static int loop_has_call;
118
119 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
120    loop.  */
121
122 static int loop_has_volatile;
123
124 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
125    current loop.  A continue statement will generate a branch to
126    NEXT_INSN (loop_continue).  */
127
128 static rtx loop_continue;
129
130 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
131    is set during the loop being scanned.
132    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
133    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
134    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
135    not known equal to a constant.
136    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
137    while the failed candidates have the original number of times set.
138
139    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
140    < 0 a conditionally invariant one.  */
141
142 static short *n_times_set;
143
144 /* Original value of n_times_set; same except that this value
145    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
146    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
147
148 static short *n_times_used;
149
150 /* Index by register number, 1 indicates that the register
151    cannot be moved or strength reduced.  */
152
153 static char *may_not_optimize;
154
155 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
156    This reduces the desire to move it out of another.  */
157
158 static char *moved_once;
159
160 /* Array of MEMs that are stored in this loop. If there are too many to fit
161    here, we just turn on unknown_address_altered.  */
162
163 #define NUM_STORES 20
164 static rtx loop_store_mems[NUM_STORES];
165
166 /* Index of first available slot in above array.  */
167 static int loop_store_mems_idx;
168
169 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
170    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
171    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
172
173 static int unknown_address_altered;
174
175 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
176 static int num_movables;
177
178 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
179 static int num_mem_sets;
180
181 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
182 static int loops_enclosed;
183
184 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
185    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
186 int max_reg_before_loop;
187
188 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
189    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
190    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
191    that array.  */
192
193 static struct obstack temp_obstack;
194
195 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
196
197 extern struct obstack *rtl_obstack;
198
199 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
200 #define obstack_chunk_free free
201
202 extern char *oballoc ();
203 \f
204 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
205    is made to record all the movable insns found.
206    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
207
208 struct movable
209 {
210   rtx insn;                     /* A movable insn */
211   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
212   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
213   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
214                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
215   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
216                                    that must be moved with this one.  */
217   int regno;                    /* The register it sets */
218   short lifetime;               /* lifetime of that register;
219                                    may be adjusted when matching movables
220                                    that load the same value are found.  */
221   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
222                                    including other movables that force this
223                                    or match this one.  */
224   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
225   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
226   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
227                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
228                    that the reg is live outside the range from where it is set
229                    to the following label.  */
230   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
231   
232   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
233                                    In particular, moving it does not make it
234                                    invariant.  */
235   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
236                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
237   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
238   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
239                                    that we should avoid changing when clearing
240                                    the rest of the reg.  */
241   struct movable *match;        /* First entry for same value */
242   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
243   struct movable *next;
244 };
245
246 FILE *loop_dump_stream;
247
248 /* Forward declarations.  */
249
250 static void find_and_verify_loops ();
251 static void mark_loop_jump ();
252 static void prescan_loop ();
253 static int reg_in_basic_block_p ();
254 static int consec_sets_invariant_p ();
255 static rtx libcall_other_reg ();
256 static int labels_in_range_p ();
257 static void count_loop_regs_set ();
258 static void note_addr_stored ();
259 static int loop_reg_used_before_p ();
260 static void scan_loop ();
261 static void replace_call_address ();
262 static rtx skip_consec_insns ();
263 static int libcall_benefit ();
264 static void ignore_some_movables ();
265 static void force_movables ();
266 static void combine_movables ();
267 static int rtx_equal_for_loop_p ();
268 static void move_movables ();
269 static void strength_reduce ();
270 static int valid_initial_value_p ();
271 static void find_mem_givs ();
272 static void record_biv ();
273 static void check_final_value ();
274 static void record_giv ();
275 static void update_giv_derive ();
276 static int basic_induction_var ();
277 static rtx simplify_giv_expr ();
278 static int general_induction_var ();
279 static int consec_sets_giv ();
280 static int check_dbra_loop ();
281 static rtx express_from ();
282 static int combine_givs_p ();
283 static void combine_givs ();
284 static int product_cheap_p ();
285 static int maybe_eliminate_biv ();
286 static int maybe_eliminate_biv_1 ();
287 static int last_use_this_basic_block ();
288 static void record_initial ();
289 static void update_reg_last_use ();
290 \f
291 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
292 int add_cost;
293 #if 0
294 int shift_cost;
295 int mult_cost;
296 #endif
297
298 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
299    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
300 int copy_cost;
301
302 void
303 init_loop ()
304 {
305   char *free_point = (char *) oballoc (1);
306   rtx reg = gen_rtx (REG, word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
307
308   add_cost = rtx_cost (gen_rtx (PLUS, word_mode, reg, reg), SET);
309
310   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
311      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
312      will be far less than the cost of an add.  */
313
314   copy_cost = 2 * 2;
315
316   /* Free the objects we just allocated.  */
317   obfree (free_point);
318
319   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
320   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
321 }
322 \f
323 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
324    on the current function.  F is the first insn of the function
325    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
326    (or 0 if none should be output).  */
327
328 void
329 loop_optimize (f, dumpfile)
330      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
331      rtx f;
332      FILE *dumpfile;
333 {
334   register rtx insn;
335   register int i;
336   rtx last_insn;
337
338   loop_dump_stream = dumpfile;
339
340   init_recog_no_volatile ();
341   init_alias_analysis ();
342
343   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
344
345   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
346   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
347
348   regs_may_share = 0;
349
350   /* Count the number of loops.  */
351
352   max_loop_num = 0;
353   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
354     {
355       if (GET_CODE (insn) == NOTE
356           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
357         max_loop_num++;
358     }
359
360   /* Don't waste time if no loops.  */
361   if (max_loop_num == 0)
362     return;
363
364   /* Get size to use for tables indexed by uids.
365      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
366   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
367
368   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
369   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
370
371   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
372   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
373
374   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
375      not be zeroed.  */
376   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
377   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
378   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
379   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
380   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
381   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
382
383   /* Find and process each loop.
384      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
385   find_and_verify_loops (f);
386
387   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
388      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
389      function.  */
390   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
391
392   /* See if we went too far.  */
393   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
394     abort ();
395
396   /* Compute the mapping from uids to luids.
397      LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
398      except that luids increase monotonically through the code.
399      Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in luids
400      between two insns is not affected by -g.  */
401
402   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
403     {
404       last_insn = insn;
405       if (GET_CODE (insn) != NOTE
406           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
407         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
408       else
409         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
410         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
411     }
412
413   max_luid = i + 1;
414
415   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
416      deleted.  It is possible that the first or last insn
417      using some register has been deleted by cross-jumping.
418      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
419      points to the general area where that insn used to be.  */
420   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
421     {
422       uid_luid[0] = uid_luid[i];
423       if (uid_luid[0] != 0)
424         break;
425     }
426   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
427     if (uid_luid[i] == 0)
428       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
429
430   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
431   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
432     find_loop_tree_blocks ();
433
434   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
435      before outer ones.  */
436   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
437     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
438       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
439                  max_reg_num ());
440
441   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
442      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
443      to one mapping will remain.  */
444   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
445     unroll_block_trees ();
446 }
447 \f
448 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
449    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
450    NOTE_INSN_LOOP_END.  */
451
452 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
453    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
454    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
455    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
456    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
457
458 static void
459 scan_loop (loop_start, end, nregs)
460      rtx loop_start, end;
461      int nregs;
462 {
463   register int i;
464   register rtx p;
465   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
466   int maybe_never = 0;
467   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
468      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
469   int call_passed = 0;
470   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
471      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
472   rtx loop_top = 0;
473   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
474   rtx loop_entry_jump = 0;
475   /* Place in the loop where control enters.  */
476   rtx scan_start;
477   /* Number of insns in the loop.  */
478   int insn_count;
479   int in_libcall = 0;
480   int tem;
481   rtx temp;
482   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
483   rtx set, set1;
484   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
485   struct movable *movables = 0;
486   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
487   struct movable *last_movable = 0;
488   /* Ratio of extra register life span we can justify
489      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
490      since in that case saving an insn makes more difference
491      and more registers are available.  */
492   int threshold;
493   /* If we have calls, contains the insn in which a register was used
494      if it was used exactly once; contains const0_rtx if it was used more
495      than once.  */
496   rtx *reg_single_usage = 0;
497   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
498   int loop_depth = 0;
499
500   n_times_set = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
501   n_times_used = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
502   may_not_optimize = (char *) alloca (nregs);
503
504   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
505      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
506      that is too complex to duplicate in front of the loop.
507
508      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
509      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
510      (because we might have a loop executed only once that contains a
511      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
512      (in case we have a degenerate loop).
513
514      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
515      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
516      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
517      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
518      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
519
520   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
521        p != end
522          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
523          && (GET_CODE (p) != NOTE
524              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
525                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
526        p = NEXT_INSN (p))
527     ;
528
529   scan_start = p;
530
531   /* Set up variables describing this loop.  */
532   prescan_loop (loop_start, end);
533   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
534
535   /* If loop has a jump before the first label,
536      the true entry is the target of that jump.
537      Start scan from there.
538      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
539      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
540   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
541     {
542       loop_entry_jump = p;
543
544       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
545       if (simplejump_p (p)
546           && JUMP_LABEL (p) != 0
547           /* Check to see whether the jump actually
548              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
549              This case can happen for things like
550              do {..} while (0).  If this label was generated previously
551              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
552              the loop.  */
553           && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) < max_uid_for_loop
554           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) >= INSN_LUID (loop_start)
555           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (end))
556         {
557           loop_top = next_label (scan_start);
558           scan_start = JUMP_LABEL (p);
559         }
560     }
561
562   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
563      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
564      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
565
566      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
567      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
568      test above.  */
569
570   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
571       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
572     {
573       if (loop_dump_stream)
574         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
575                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
576       return;
577     }
578
579   /* Count number of times each reg is set during this loop.
580      Set may_not_optimize[I] if it is not safe to move out
581      the setting of register I.  If this loop has calls, set
582      reg_single_usage[I].  */
583
584   bzero ((char *) n_times_set, nregs * sizeof (short));
585   bzero (may_not_optimize, nregs);
586
587   if (loop_has_call)
588     {
589       reg_single_usage = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
590       bzero ((char *) reg_single_usage, nregs * sizeof (rtx));
591     }
592
593   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
594                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
595
596   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
597     may_not_optimize[i] = 1, n_times_set[i] = 1;
598   bcopy ((char *) n_times_set, (char *) n_times_used, nregs * sizeof (short));
599
600   if (loop_dump_stream)
601     {
602       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
603                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
604       if (loop_continue)
605         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
606                  INSN_UID (loop_continue));
607     }
608
609   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
610      Set n_times_set negative for the reg being set, so that
611      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
612      We consider whether subsequent insns use the reg
613      in deciding whether it is worth actually moving.
614
615      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
616      and therefore it is possible that the insns we are scanning
617      would never be executed.  At such times, we must make sure
618      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
619      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
620      so that is not a problem.  */
621
622   p = scan_start;
623   while (1)
624     {
625       p = NEXT_INSN (p);
626       /* At end of a straight-in loop, we are done.
627          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
628       if (p == scan_start)
629         break;
630       if (p == end)
631         {
632           if (loop_top != 0)
633             p = loop_top;
634           else
635             break;
636           if (p == scan_start)
637             break;
638         }
639
640       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
641           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
642         in_libcall = 1;
643       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
644                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
645         in_libcall = 0;
646
647       if (GET_CODE (p) == INSN
648           && (set = single_set (p))
649           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
650           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
651         {
652           int tem1 = 0;
653           int tem2 = 0;
654           int move_insn = 0;
655           rtx src = SET_SRC (set);
656           rtx dependencies = 0;
657
658           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
659              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
660              specified, use it as the source and mark that we should move
661              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
662              insn.
663
664              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
665              is present.  */
666           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
667           if (temp)
668             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
669           else 
670             {
671               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
672               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
673                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
674               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
675                 {
676                   src = XEXP (temp, 0);
677                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
678                      the equivalent expression.  To move the libcall,
679                      we must move those regs too.  */
680                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
681                 }
682             }
683
684           /* Don't try to optimize a register that was made
685              by loop-optimization for an inner loop.
686              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
687           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
688             ;
689           /* In order to move a register, we need to have one of three cases:
690              (1) it is used only in the same basic block as the set
691              (2) it is not a user variable and it is not used in the
692                  exit test (this can cause the variable to be used
693                  before it is set just like a user-variable).
694              (3) the set is guaranteed to be executed once the loop starts,
695                  and the reg is not used until after that.  */
696           else if (! ((! maybe_never
697                        && ! loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
698                                                     scan_start, end))
699                       || (! REG_USERVAR_P (SET_DEST (set))
700                           && ! REG_LOOP_TEST_P (SET_DEST (set)))
701                       || reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))))
702             ;
703           else if ((tem = invariant_p (src))
704                    && (dependencies == 0
705                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
706                    && (n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
707                        || (tem1
708                            = consec_sets_invariant_p (SET_DEST (set),
709                                                       n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))],
710                                                       p)))
711                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
712                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
713                       once loop is entered.  Even a function call might
714                       prevent the trap insn from being reached
715                       (since it might exit!)  */
716                    && ! ((maybe_never || call_passed)
717                          && may_trap_p (src)))
718             {
719               register struct movable *m;
720               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
721
722               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
723                  can be combined as long as they are both in the loop, but
724                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
725                  this can lose.  The most common case of this is the address
726                  of a function being called.  
727
728                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
729                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
730                  we can replace the usage of this register with the source
731                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
732
733                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
734                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
735
736               if (reg_single_usage && reg_single_usage[regno] != 0
737                   && reg_single_usage[regno] != const0_rtx
738                   && regno_first_uid[regno] == INSN_UID (p)
739                   && (regno_last_uid[regno]
740                       == INSN_UID (reg_single_usage[regno]))
741                   && n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
742                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
743                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
744 #ifdef SMALL_REGISTER_CLASSES
745                   && ! (SMALL_REGISTER_CLASSES
746                         && GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
747                         && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
748 #endif
749                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
750                      a call-clobbered register and the life of REGNO
751                      might span a call.  */
752                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
753                                            reg_single_usage[regno])
754                   && no_labels_between_p (p, reg_single_usage[regno])
755                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
756                                            reg_single_usage[regno]))
757                 {
758                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
759                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
760                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
761                   REG_NOTES (reg_single_usage[regno])
762                     = replace_rtx (REG_NOTES (reg_single_usage[regno]),
763                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
764                                    
765                   PUT_CODE (p, NOTE);
766                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
767                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
768                   n_times_set[regno] = 0;
769                   continue;
770                 }
771
772               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
773               m->next = 0;
774               m->insn = p;
775               m->set_src = src;
776               m->dependencies = dependencies;
777               m->set_dest = SET_DEST (set);
778               m->force = 0;
779               m->consec = n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] - 1;
780               m->done = 0;
781               m->forces = 0;
782               m->partial = 0;
783               m->move_insn = move_insn;
784               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
785               m->savemode = VOIDmode;
786               m->regno = regno;
787               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
788                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
789               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
790               m->global = (uid_luid[regno_last_uid[regno]] > INSN_LUID (end)
791                            || uid_luid[regno_first_uid[regno]] < INSN_LUID (loop_start));
792               m->match = 0;
793               m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
794                              - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
795               m->savings = n_times_used[regno];
796               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
797                 m->savings += libcall_benefit (p);
798               n_times_set[regno] = move_insn ? -2 : -1;
799               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
800               if (movables == 0)
801                 movables = m;
802               else
803                 last_movable->next = m;
804               last_movable = m;
805
806               if (m->consec > 0)
807                 {
808                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
809                   p = next_nonnote_insn (p);
810                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
811                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
812                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
813                   p = prev_nonnote_insn (p);
814
815                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
816                      m->set_src to correspond to the effects of all the
817                      insns.  */
818                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
819                   if (temp)
820                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
821                   else
822                     {
823                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
824                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
825                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
826                       else
827                         m->move_insn = 0;
828
829                     }
830                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
831                 }
832             }
833           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
834              or set to zero, then its high bytes are constant.
835              So clear them outside the loop and within the loop
836              just load the low bytes.
837              We must check that the machine has an instruction to do so.
838              Also, if the value loaded into the register
839              depends on the same register, this cannot be done.  */
840           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
841                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
842                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
843                    && GET_CODE (set1) == SET
844                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
845                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
846                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
847                        == SET_DEST (set))
848                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
849             {
850               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
851               if (n_times_set[regno] == 2)
852                 {
853                   register struct movable *m;
854                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
855                   m->next = 0;
856                   m->insn = p;
857                   m->set_dest = SET_DEST (set);
858                   m->dependencies = 0;
859                   m->force = 0;
860                   m->consec = 0;
861                   m->done = 0;
862                   m->forces = 0;
863                   m->move_insn = 0;
864                   m->partial = 1;
865                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
866                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
867                      Not even if the reg is used only within this loop.
868                      Consider this:
869                      while (1)
870                        while (s != t) {
871                          if (foo ()) x = *s;
872                          use (x);
873                        }
874                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
875                      being saved from the last time around the outer loop.
876                      However, if the reg is not used outside this loop
877                      and all uses of the register are in the same
878                      basic block as the store, there is no problem.
879
880                      If this insn was made by loop, we don't know its
881                      INSN_LUID and hence must make a conservative
882                      assumption.  */
883                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
884                                || (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
885                                    > INSN_LUID (end))
886                                || (uid_luid[regno_first_uid[regno]]
887                                    < INSN_LUID (p))
888                                || (labels_in_range_p
889                                    (p, uid_luid[regno_first_uid[regno]])));
890                   if (maybe_never && m->global)
891                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
892                   else
893                     m->savemode = VOIDmode;
894                   m->regno = regno;
895                   m->cond = 0;
896                   m->match = 0;
897                   m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
898                                  - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
899                   m->savings = 1;
900                   n_times_set[regno] = -1;
901                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
902                   if (movables == 0)
903                     movables = m;
904                   else
905                     last_movable->next = m;
906                   last_movable = m;
907                 }
908             }
909         }
910       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
911          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
912          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
913          so they don't count.  */
914       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
915         call_passed = 1;
916       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
917          can't count on whether or how many times they will be
918          executed during each iteration.  Therefore, we can
919          only move out sets of trivial variables
920          (those not used after the loop).  */
921       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
922       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
923                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
924                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
925                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
926                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
927                   followed a by barrier then loop end.  */
928                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
929                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
930                      && simplejump_p (p)))
931         maybe_never = 1;
932       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
933         {
934           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
935              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
936              code has been duplicated.  */
937           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
938             maybe_never = call_passed = 0;
939           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
940             loop_depth++;
941           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
942             loop_depth--;
943         }
944     }
945
946   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
947
948   ignore_some_movables (movables);
949
950   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
951      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
952      If so, record that the second insn "forces" the first one,
953      since the second can be moved only if the first is.  */
954
955   force_movables (movables);
956
957   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
958      If there are, make all but the first point at the first one
959      through the `match' field, and add the priorities of them
960      all together as the priority of the first.  */
961
962   combine_movables (movables, nregs);
963         
964   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
965      Store 0 in n_times_set for each reg that is moved.  */
966
967   move_movables (movables, threshold,
968                  insn_count, loop_start, end, nregs);
969
970   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
971      Change n_times_set to indicate that those are not actually invariant.  */
972   for (i = 0; i < nregs; i++)
973     if (n_times_set[i] < 0)
974       n_times_set[i] = n_times_used[i];
975
976   if (flag_strength_reduce)
977     strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
978                      insn_count, loop_start, end);
979 }
980 \f
981 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
982    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
983
984 void
985 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
986      rtx in_this, not_in_this;
987      rtx *output;
988 {
989   enum rtx_code code;
990   char *fmt;
991   int i;
992
993   code = GET_CODE (in_this);
994
995   switch (code)
996     {
997     case PC:
998     case CC0:
999     case CONST_INT:
1000     case CONST_DOUBLE:
1001     case CONST:
1002     case SYMBOL_REF:
1003     case LABEL_REF:
1004       return;
1005
1006     case REG:
1007       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1008           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1009         *output = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, in_this, *output);
1010       return;
1011     }
1012
1013   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1014   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1015     {
1016       int j;
1017
1018       switch (fmt[i])
1019         {
1020         case 'E':
1021           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1022             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1023           break;
1024
1025         case 'e':
1026           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1027           break;
1028         }
1029     }
1030 }
1031 \f
1032 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1033    aside from those mentioned in the equivalent value.
1034    If there are none, return 0.
1035    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1036
1037 static rtx
1038 libcall_other_reg (insn, equiv)
1039      rtx insn, equiv;
1040 {
1041   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1042   rtx p = XEXP (note, 0);
1043   rtx output = 0;
1044
1045   /* First, find all the regs used in the libcall block
1046      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1047
1048   while (p != insn)
1049     {
1050       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1051           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1052         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1053       p = NEXT_INSN (p);
1054     }
1055
1056   return output;
1057 }
1058 \f
1059 /* Return 1 if all uses of REG
1060    are between INSN and the end of the basic block.  */
1061
1062 static int 
1063 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1064      rtx insn, reg;
1065 {
1066   int regno = REGNO (reg);
1067   rtx p;
1068
1069   if (regno_first_uid[regno] != INSN_UID (insn))
1070     return 0;
1071
1072   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1073   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1074     {
1075       switch (GET_CODE (p))
1076         {
1077         case NOTE:
1078           break;
1079
1080         case INSN:
1081         case CALL_INSN:
1082           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1083           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1084             return 1;
1085           break;
1086
1087         case JUMP_INSN:
1088           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1089           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1090             return 1;
1091           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1092           return 0;
1093
1094         case CODE_LABEL:
1095         case BARRIER:
1096           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1097           return 0;
1098         }
1099     }
1100
1101   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1102   abort ();
1103 }
1104 \f
1105 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1106    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1107    value directly or can contain a library call.  */
1108
1109 static int
1110 libcall_benefit (last)
1111      rtx last;
1112 {
1113   rtx insn;
1114   int benefit = 0;
1115
1116   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1117        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1118     {
1119       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1120         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1121                                    routine.  */
1122       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1123                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1124                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1125         benefit++;
1126     }
1127
1128   return benefit;
1129 }
1130 \f
1131 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1132
1133 static rtx
1134 skip_consec_insns (insn, count)
1135      rtx insn;
1136      int count;
1137 {
1138   for (; count > 0; count--)
1139     {
1140       rtx temp;
1141
1142       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1143       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1144          be an insn here.  */
1145       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1146           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1147         insn = XEXP (temp, 0);
1148
1149       do insn = NEXT_INSN (insn);
1150       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1151     }
1152
1153   return insn;
1154 }
1155
1156 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1157    which is part of another movable.
1158    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1159    was made later and so appears later on the chain.  */
1160
1161 static void
1162 ignore_some_movables (movables)
1163      struct movable *movables;
1164 {
1165   register struct movable *m, *m1;
1166
1167   for (m = movables; m; m = m->next)
1168     {
1169       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1170       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1171       if (note)
1172         {
1173           rtx insn;
1174           /* Check for earlier movables inside that range,
1175              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1176              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1177              Rather than reject all such insns from movables, we just
1178              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1179              libcalls aren't that common).  */
1180           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1181             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1182               if (m1->insn == insn)
1183                 m1->done = 1;
1184         }
1185     }
1186 }         
1187
1188 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1189    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1190    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1191    since the second can be moved only if the first is.  */
1192
1193 static void
1194 force_movables (movables)
1195      struct movable *movables;
1196 {
1197   register struct movable *m, *m1;
1198   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1199     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1200     if (!m1->partial && !m1->done)
1201       {
1202         int regno = m1->regno;
1203         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1204           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1205              register of M1 to be used after this insn?
1206              Since CSE does not update regno_last_uid,
1207              this insn M->insn might not be where it dies.
1208              But very likely this doesn't matter; what matters is
1209              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1210           if (INSN_UID (m->insn) == regno_last_uid[regno]
1211               && !m->done)
1212             break;
1213         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1214             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1215             && m->consec == 0)
1216           m = 0;
1217
1218         /* Increase the priority of the moving the first insn
1219            since it permits the second to be moved as well.  */
1220         if (m != 0)
1221           {
1222             m->forces = m1;
1223             m1->lifetime += m->lifetime;
1224             m1->savings += m1->savings;
1225           }
1226       }
1227 }
1228 \f
1229 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1230    one register.  */
1231
1232 static void
1233 combine_movables (movables, nregs)
1234      struct movable *movables;
1235      int nregs;
1236 {
1237   register struct movable *m;
1238   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1239   enum machine_mode mode;
1240
1241   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1242      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1243   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1244
1245   for (m = movables; m; m = m->next)
1246     if (m->match == 0 && n_times_used[m->regno] == 1 && !m->partial)
1247       {
1248         register struct movable *m1;
1249         int regno = m->regno;
1250
1251         bzero (matched_regs, nregs);
1252         matched_regs[regno] = 1;
1253
1254         for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1255           if (m != m1 && m1->match == 0 && n_times_used[m1->regno] == 1
1256               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1257               && !m1->global
1258               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1259               && !m1->partial
1260               && (matched_regs[m1->regno]
1261                   ||
1262                   (
1263                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1264                       same constant only if the modes are the same or
1265                       if both are integer modes with M wider or the same
1266                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1267                       safe, since the only case of differing destination
1268                       modes with equal sources is when both sources are
1269                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1270                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1271                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1272                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1273                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1274                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1275                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1276                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1277                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1278                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1279                                                 movables))))
1280               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1281                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1282             {
1283               m->lifetime += m1->lifetime;
1284               m->savings += m1->savings;
1285               m1->done = 1;
1286               m1->match = m;
1287               matched_regs[m1->regno] = 1;
1288             }
1289       }
1290
1291   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1292      This can be done for those not marked `global'
1293      provided their lives don't overlap.  */
1294
1295   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1296        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1297     {
1298       register struct movable *m0 = 0;
1299
1300       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1301          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1302       for (m = movables; m; m = m->next)
1303         if (m->partial && ! m->global
1304             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1305           {
1306             register struct movable *m1;
1307             int first = uid_luid[regno_first_uid[m->regno]];
1308             int last = uid_luid[regno_last_uid[m->regno]];
1309
1310             if (m0 == 0)
1311               {
1312                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1313                 m0 = m;
1314                   continue;
1315               }
1316
1317             /* Make sure they extend to the same mode.
1318                (Almost always true.)  */
1319             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1320                 continue;
1321
1322             /* We already have one: check for overlap with those
1323                already combined together.  */
1324             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1325               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1326                 if (! (uid_luid[regno_first_uid[m1->regno]] > last
1327                        || uid_luid[regno_last_uid[m1->regno]] < first))
1328                   goto overlap;
1329
1330             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1331             m0->lifetime += m->lifetime;
1332             m0->savings += m->savings;
1333             m->done = 1;
1334             m->match = m0;
1335
1336           overlap: ;
1337           }
1338     }
1339 }
1340 \f
1341 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1342
1343 static int
1344 regs_match_p (x, y, movables)
1345      rtx x, y;
1346      struct movable *movables;
1347 {
1348   int xn = REGNO (x);
1349   int yn = REGNO (y);
1350   struct movable *mx, *my;
1351
1352   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1353     if (mx->regno == xn)
1354       break;
1355
1356   for (my = movables; my; my = my->next)
1357     if (my->regno == yn)
1358       break;
1359
1360   return (mx && my
1361           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1362               || mx->match == my
1363               || mx == my->match));
1364 }
1365
1366 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1367    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1368
1369    If two registers are matching movables or a movable register and an
1370    equivalent constant, consider them equal.  */
1371
1372 static int
1373 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1374      rtx x, y;
1375      struct movable *movables;
1376 {
1377   register int i;
1378   register int j;
1379   register struct movable *m;
1380   register enum rtx_code code;
1381   register char *fmt;
1382
1383   if (x == y)
1384     return 1;
1385   if (x == 0 || y == 0)
1386     return 0;
1387
1388   code = GET_CODE (x);
1389
1390   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1391      equal.  */
1392   if (GET_CODE (x) == REG && n_times_set[REGNO (x)] == -2
1393       && CONSTANT_P (y))
1394     for (m = movables; m; m = m->next)
1395       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1396           && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1397         return 1;
1398
1399   else if (GET_CODE (y) == REG && n_times_set[REGNO (y)] == -2
1400            && CONSTANT_P (x))
1401     for (m = movables; m; m = m->next)
1402       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1403           && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1404         return 1;
1405
1406   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1407   if (code != GET_CODE (y))
1408     return 0;
1409
1410   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1411      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1412
1413   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1414     return 0;
1415
1416   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1417   if (code == REG)
1418     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1419
1420   if (code == LABEL_REF)
1421     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1422   if (code == SYMBOL_REF)
1423     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1424
1425   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1426      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1427
1428   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1429   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1430     {
1431       switch (fmt[i])
1432         {
1433         case 'w':
1434           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1435             return 0;
1436           break;
1437
1438         case 'i':
1439           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1440             return 0;
1441           break;
1442
1443         case 'E':
1444           /* Two vectors must have the same length.  */
1445           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1446             return 0;
1447
1448           /* And the corresponding elements must match.  */
1449           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1450             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1451               return 0;
1452           break;
1453
1454         case 'e':
1455           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1456             return 0;
1457           break;
1458
1459         case 's':
1460           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1461             return 0;
1462           break;
1463
1464         case 'u':
1465           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1466           break;
1467
1468         case '0':
1469           break;
1470
1471           /* It is believed that rtx's at this level will never
1472              contain anything but integers and other rtx's,
1473              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1474         default:
1475           abort ();
1476         }
1477     }
1478   return 1;
1479 }
1480 \f
1481 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1482   insns in INSNS which use thet reference.  */
1483
1484 static void
1485 add_label_notes (x, insns)
1486      rtx x;
1487      rtx insns;
1488 {
1489   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1490   int i, j;
1491   char *fmt;
1492   rtx insn;
1493
1494   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1495     {
1496       rtx next = next_real_insn (XEXP (x, 0));
1497
1498       /* Don't record labels that refer to dispatch tables.
1499          This is not necessary, since the tablejump references the same label.
1500          And if we did record them, flow.c would make worse code.  */
1501       if (next == 0
1502           || ! (GET_CODE (next) == JUMP_INSN
1503                 && (GET_CODE (PATTERN (next)) == ADDR_VEC
1504                     || GET_CODE (PATTERN (next)) == ADDR_DIFF_VEC)))
1505         {
1506           for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1507             if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1508               REG_NOTES (insn) = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1509                                           REG_NOTES (insn));
1510         }
1511       return;
1512     }
1513
1514   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1515   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1516     {
1517       if (fmt[i] == 'e')
1518         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1519       else if (fmt[i] == 'E')
1520         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1521           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1522     }
1523 }
1524 \f
1525 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1526    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1527    other throughout.  */
1528
1529 static void
1530 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1531      struct movable *movables;
1532      int threshold;
1533      int insn_count;
1534      rtx loop_start;
1535      rtx end;
1536      int nregs;
1537 {
1538   rtx new_start = 0;
1539   register struct movable *m;
1540   register rtx p;
1541   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1542      when we move several insns that load the same value
1543      into different pseudo-registers.  */
1544   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1545   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1546
1547   bzero (already_moved, nregs);
1548   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1549
1550   num_movables = 0;
1551
1552   for (m = movables; m; m = m->next)
1553     {
1554       /* Describe this movable insn.  */
1555
1556       if (loop_dump_stream)
1557         {
1558           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1559                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1560           if (m->consec > 0)
1561             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1562           if (m->cond)
1563             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1564           if (m->force)
1565             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1566           if (m->global)
1567             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1568           if (m->done)
1569             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1570           if (m->move_insn)
1571             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1572           if (m->match)
1573             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1574                      INSN_UID (m->match->insn));
1575           if (m->forces)
1576             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1577                      INSN_UID (m->forces->insn));
1578         }
1579
1580       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1581       num_movables++;
1582
1583       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1584          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1585
1586       if (!m->done
1587           && (! m->cond
1588               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1589                   && (m->dependencies == 0
1590                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1591                   && (m->consec == 0
1592                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1593                                                        m->consec + 1,
1594                                                        m->insn))))
1595           && (! m->forces || m->forces->done))
1596         {
1597           register int regno;
1598           register rtx p;
1599           int savings = m->savings;
1600
1601           /* We have an insn that is safe to move.
1602              Compute its desirability.  */
1603
1604           p = m->insn;
1605           regno = m->regno;
1606
1607           if (loop_dump_stream)
1608             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1609
1610           if (moved_once[regno])
1611             {
1612               insn_count *= 2;
1613
1614               if (loop_dump_stream)
1615                 fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1616             }
1617
1618           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1619              which is safe only if this one is moved too: that is,
1620              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1621
1622           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1623              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1624              If it's not desirable, it means the loop is so big
1625              that moving won't speed things up much,
1626              and it is liable to make register usage worse.  */
1627
1628           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1629              extra cost because something else was already moved.  */
1630
1631           if (already_moved[regno]
1632               || (threshold * savings * m->lifetime) >= insn_count
1633               || (m->forces && m->forces->done
1634                   && n_times_used[m->forces->regno] == 1))
1635             {
1636               int count;
1637               register struct movable *m1;
1638               rtx first;
1639
1640               /* Now move the insns that set the reg.  */
1641
1642               if (m->partial && m->match)
1643                 {
1644                   rtx newpat, i1;
1645                   rtx r1, r2;
1646                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1647                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1648                      And that reg is loaded with 0 directly,
1649                      since it has ->match == 0.  */
1650                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1651                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1652                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1653                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1654
1655                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1656                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1657                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1658                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1659                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1660                   regs_may_share = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r1,
1661                                             gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r2,
1662                                                      regs_may_share));
1663                   delete_insn (m->insn);
1664
1665                   if (new_start == 0)
1666                     new_start = i1;
1667
1668                   if (loop_dump_stream)
1669                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1670                 }
1671               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1672                  new move insn, first delete what we have and then emit
1673                  the move insn before the loop.  */
1674               else if (m->move_insn)
1675                 {
1676                   rtx i1, temp;
1677
1678                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1679                     {
1680                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1681                          skip to the end.  */
1682                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1683                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1684                         p = XEXP (temp, 0);
1685
1686                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1687                          delete every insn in the sequence except the last.
1688                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1689                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1690                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1691                         {
1692                           temp = XEXP (temp, 0);
1693                           while (temp != p)
1694                             temp = delete_insn (temp);
1695                         }
1696
1697                       p = delete_insn (p);
1698                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1699                         p = NEXT_INSN (p);
1700                     }
1701
1702                   start_sequence ();
1703                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1704                   temp = get_insns ();
1705                   end_sequence ();
1706
1707                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1708
1709                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1710                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1711                     REG_NOTES (i1)
1712                       = gen_rtx (EXPR_LIST,
1713                                  m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1714                                  m->set_src, REG_NOTES (i1));
1715
1716                   if (loop_dump_stream)
1717                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1718
1719                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1720                   threshold -= 3;
1721                 }
1722               else
1723                 {
1724                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1725                     {
1726                       rtx i1, temp;
1727
1728                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1729                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1730                          be an insn here.  */
1731                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1732                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1733                         p = XEXP (temp, 0);
1734
1735                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1736                          insns except the last before the loop.  The last
1737                          insn is handled in the normal manner.  */
1738                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1739                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1740                         {
1741                           rtx fn_address = 0;
1742                           rtx fn_reg = 0;
1743                           rtx fn_address_insn = 0;
1744
1745                           first = 0;
1746                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1747                                temp = NEXT_INSN (temp))
1748                             {
1749                               rtx body;
1750                               rtx n;
1751                               rtx next;
1752
1753                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1754                                 continue;
1755
1756                               body = PATTERN (temp);
1757
1758                               /* Find the next insn after TEMP,
1759                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1760                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1761                                    next = NEXT_INSN (next))
1762                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1763                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1764                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1765                                   break;
1766                               
1767                               /* If that is the call, this may be the insn
1768                                  that loads the function address.
1769
1770                                  Extract the function address from the insn
1771                                  that loads it into a register.
1772                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1773
1774                                  So emit a new move insn that copies the
1775                                  function address into the register that the
1776                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1777                                  redundant stores that we have created.  */
1778                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1779                                   && GET_CODE (body) == SET
1780                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1781                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1782                                                          NULL_RTX)))
1783                                 {
1784                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1785                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1786                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1787                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1788                                   fn_address_insn = temp;
1789                                 }
1790                               /* We have the call insn.
1791                                  If it uses the register we suspect it might,
1792                                  load it with the correct address directly.  */
1793                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1794                                   && fn_address != 0
1795                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
1796                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1797                                                                 fn_address),
1798                                                  fn_address_insn);
1799
1800                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1801                                 {
1802                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
1803                                   /* Because the USAGE information potentially
1804                                      contains objects other than hard registers
1805                                      we need to copy it.  */
1806                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
1807                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1) =
1808                                       copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
1809                                 }
1810                               else
1811                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
1812                               if (first == 0)
1813                                 first = i1;
1814                               if (temp == fn_address_insn)
1815                                 fn_address_insn = i1;
1816                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
1817                               delete_insn (temp);
1818                             }
1819                         }
1820                       if (m->savemode != VOIDmode)
1821                         {
1822                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
1823                              the bits that are not covered by the mode
1824                              m->savemode.  */
1825                           rtx reg = m->set_dest;
1826                           rtx sequence;
1827                           rtx tem;
1828                       
1829                           start_sequence ();
1830                           tem = expand_binop
1831                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
1832                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
1833                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
1834                                       - 1),
1835                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
1836                           if (tem == 0)
1837                             abort ();
1838                           if (tem != reg)
1839                             emit_move_insn (reg, tem);
1840                           sequence = gen_sequence ();
1841                           end_sequence ();
1842                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
1843                         }
1844                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1845                         {
1846                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1847                           /* Because the USAGE information potentially
1848                              contains objects other than hard registers
1849                              we need to copy it.  */
1850                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
1851                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1) =
1852                               copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
1853                         }
1854                       else
1855                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1856
1857                       REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
1858
1859                       /* If there is a REG_EQUAL note present whose value is
1860                          not loop invariant, then delete it, since it may
1861                          cause problems with later optimization passes.
1862                          It is possible for cse to create such notes
1863                          like this as a result of record_jump_cond.  */
1864                       
1865                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1866                           && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
1867                         remove_note (i1, temp);
1868
1869                       if (new_start == 0)
1870                         new_start = i1;
1871
1872                       if (loop_dump_stream)
1873                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
1874                                  INSN_UID (i1));
1875
1876 #if 0
1877                       /* This isn't needed because REG_NOTES is copied
1878                          below and is wrong since P might be a PARALLEL.  */
1879                       if (REG_NOTES (i1) == 0
1880                           && ! m->partial /* But not if it's a zero-extend clr.  */
1881                           && ! m->global /* and not if used outside the loop
1882                                             (since it might get set outside).  */
1883                           && CONSTANT_P (SET_SRC (PATTERN (p))))
1884                         REG_NOTES (i1)
1885                           = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_EQUAL,
1886                                      SET_SRC (PATTERN (p)), REG_NOTES (i1));
1887 #endif
1888
1889                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
1890                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
1891                          and REG_RETVAL on I1.  */
1892                       if (temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1893                         {
1894                           XEXP (temp, 0) = first;
1895                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
1896                           XEXP (temp, 0) = i1;
1897                         }
1898
1899                       delete_insn (p);
1900                       do p = NEXT_INSN (p);
1901                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE);
1902                     }
1903
1904                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1905                   threshold -= 3;
1906                 }
1907
1908               /* Any other movable that loads the same register
1909                  MUST be moved.  */
1910               already_moved[regno] = 1;
1911
1912               /* This reg has been moved out of one loop.  */
1913               moved_once[regno] = 1;
1914
1915               /* The reg set here is now invariant.  */
1916               if (! m->partial)
1917                 n_times_set[regno] = 0;
1918
1919               m->done = 1;
1920
1921               /* Change the length-of-life info for the register
1922                  to say it lives at least the full length of this loop.
1923                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
1924
1925               if (uid_luid[regno_first_uid[regno]] > INSN_LUID (loop_start))
1926                 /* This is the old insn before all the moved insns.
1927                    We can't use the moved insn because it is out of range
1928                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
1929                 regno_first_uid[regno] = INSN_UID (loop_start);
1930               if (uid_luid[regno_last_uid[regno]] < INSN_LUID (end))
1931                 regno_last_uid[regno] = INSN_UID (end);
1932
1933               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
1934
1935               if (! m->partial)
1936                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1937                   if (m1->match == m)
1938                     {
1939                       rtx temp;
1940
1941                       /* Schedule the reg loaded by M1
1942                          for replacement so that shares the reg of M.
1943                          If the modes differ (only possible in restricted
1944                          circumstances, make a SUBREG.  */
1945                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
1946                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
1947                       else
1948                         reg_map[m1->regno]
1949                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
1950                                                 m->set_dest);
1951                     
1952                       /* Get rid of the matching insn
1953                          and prevent further processing of it.  */
1954                       m1->done = 1;
1955
1956                       /* if library call, delete all insn except last, which
1957                          is deleted below */
1958                       if (temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
1959                                                 NULL_RTX))
1960                         {
1961                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
1962                                temp = NEXT_INSN (temp))
1963                             delete_insn (temp);
1964                         }
1965                       delete_insn (m1->insn);
1966
1967                       /* Any other movable that loads the same register
1968                          MUST be moved.  */
1969                       already_moved[m1->regno] = 1;
1970
1971                       /* The reg merged here is now invariant,
1972                          if the reg it matches is invariant.  */
1973                       if (! m->partial)
1974                         n_times_set[m1->regno] = 0;
1975                     }
1976             }
1977           else if (loop_dump_stream)
1978             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
1979         }
1980       else if (loop_dump_stream && !m->match)
1981         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
1982
1983       if (loop_dump_stream)
1984         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
1985     }
1986
1987   if (new_start == 0)
1988     new_start = loop_start;
1989
1990   /* Go through all the instructions in the loop, making
1991      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
1992   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
1993     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1994         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1995       {
1996         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
1997         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
1998         INSN_CODE (p) = -1;
1999       }
2000 }
2001 \f
2002 #if 0
2003 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2004    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2005
2006 static void
2007 replace_call_address (x, reg, addr)
2008      rtx x, reg, addr;
2009 {
2010   register enum rtx_code code;
2011   register int i;
2012   register char *fmt;
2013
2014   if (x == 0)
2015     return;
2016   code = GET_CODE (x);
2017   switch (code)
2018     {
2019     case PC:
2020     case CC0:
2021     case CONST_INT:
2022     case CONST_DOUBLE:
2023     case CONST:
2024     case SYMBOL_REF:
2025     case LABEL_REF:
2026     case REG:
2027       return;
2028
2029     case SET:
2030       /* Short cut for very common case.  */
2031       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2032       return;
2033
2034     case CALL:
2035       /* Short cut for very common case.  */
2036       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2037       return;
2038
2039     case MEM:
2040       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2041          something is wrong.  */
2042       if (XEXP (x, 0) != reg)
2043         abort ();
2044       XEXP (x, 0) = addr;
2045       return;
2046     }
2047
2048   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2049   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2050     {
2051       if (fmt[i] == 'e')
2052         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2053       if (fmt[i] == 'E')
2054         {
2055           register int j;
2056           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2057             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2058         }
2059     }
2060 }
2061 #endif
2062 \f
2063 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2064    in the rtx X.  */
2065
2066 static int
2067 count_nonfixed_reads (x)
2068      rtx x;
2069 {
2070   register enum rtx_code code;
2071   register int i;
2072   register char *fmt;
2073   int value;
2074
2075   if (x == 0)
2076     return 0;
2077
2078   code = GET_CODE (x);
2079   switch (code)
2080     {
2081     case PC:
2082     case CC0:
2083     case CONST_INT:
2084     case CONST_DOUBLE:
2085     case CONST:
2086     case SYMBOL_REF:
2087     case LABEL_REF:
2088     case REG:
2089       return 0;
2090
2091     case MEM:
2092       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2093               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2094     }
2095
2096   value = 0;
2097   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2098   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2099     {
2100       if (fmt[i] == 'e')
2101         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2102       if (fmt[i] == 'E')
2103         {
2104           register int j;
2105           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2106             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2107         }
2108     }
2109   return value;
2110 }
2111
2112 \f
2113 #if 0
2114 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2115    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2116    if the machine supports such an instruction,
2117    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2118
2119 static void
2120 constant_high_bytes (p, loop_start)
2121      rtx p, loop_start;
2122 {
2123   register rtx new;
2124   register int insn_code_number;
2125
2126   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2127      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2128
2129   new = gen_rtx (SET, VOIDmode,
2130                  gen_rtx (STRICT_LOW_PART, VOIDmode,
2131                           gen_rtx (SUBREG, GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2132                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2133                                    0)),
2134                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2135   insn_code_number = recog (new, p);
2136
2137   if (insn_code_number)
2138     {
2139       register int i;
2140
2141       /* Clear destination register before the loop.  */
2142       emit_insn_before (gen_rtx (SET, VOIDmode,
2143                                  SET_DEST (PATTERN (p)),
2144                                  const0_rtx),
2145                         loop_start);
2146
2147       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2148       PATTERN (p) = new;
2149     }
2150 }
2151 #endif
2152 \f
2153 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2154    `num_mem_sets', `loop_continue', loops_enclosed', `loop_has_call',
2155    and `loop_has_volatile'.
2156    Also, fill in the array `loop_store_mems'.  */
2157
2158 static void
2159 prescan_loop (start, end)
2160      rtx start, end;
2161 {
2162   register int level = 1;
2163   register rtx insn;
2164
2165   unknown_address_altered = 0;
2166   loop_has_call = 0;
2167   loop_has_volatile = 0;
2168   loop_store_mems_idx = 0;
2169
2170   num_mem_sets = 0;
2171   loops_enclosed = 1;
2172   loop_continue = 0;
2173
2174   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2175        insn = NEXT_INSN (insn))
2176     {
2177       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2178         {
2179           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2180             {
2181               ++level;
2182               /* Count number of loops contained in this one.  */
2183               loops_enclosed++;
2184             }
2185           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2186             {
2187               --level;
2188               if (level == 0)
2189                 {
2190                   end = insn;
2191                   break;
2192                 }
2193             }
2194           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2195             {
2196               if (level == 1)
2197                 loop_continue = insn;
2198             }
2199         }
2200       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2201         {
2202           unknown_address_altered = 1;
2203           loop_has_call = 1;
2204         }
2205       else
2206         {
2207           if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2208             {
2209               if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2210                 loop_has_volatile = 1;
2211
2212               note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2213             }
2214         }
2215     }
2216 }
2217 \f
2218 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2219    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2220    to from outside the loop.  */
2221
2222 static void
2223 find_and_verify_loops (f)
2224      rtx f;
2225 {
2226   rtx insn, label;
2227   int current_loop = -1;
2228   int next_loop = -1;
2229   int loop;
2230
2231   /* If there are jumps to undefined labels,
2232      treat them as jumps out of any/all loops.
2233      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2234   uid_loop_num[0] = -1;
2235
2236   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2237      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2238
2239   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2240     {
2241       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2242         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2243           {
2244           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2245             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2246             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2247             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2248             loop_invalid[next_loop] = 0;
2249             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2250             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2251             current_loop = next_loop;
2252             break;
2253
2254           case NOTE_INSN_SETJMP:
2255             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2256                enclosing loop.  */
2257             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2258               {
2259                 loop_invalid[loop] = 1;
2260                 if (loop_dump_stream)
2261                   fprintf (loop_dump_stream,
2262                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2263                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2264               }
2265             break;
2266
2267           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2268             if (current_loop == -1)
2269               abort ();
2270
2271             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2272             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2273             break;
2274
2275           }
2276
2277       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2278          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2279       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2280     }
2281
2282   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2283      because it can be jumped into from anywhere.  */
2284
2285   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2286     {
2287       int loop_num;
2288
2289       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2290            loop_num != -1;
2291            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2292         loop_invalid[loop_num] = 1;
2293     }
2294
2295   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2296      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2297
2298   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2299     {
2300       int loop_num;
2301
2302       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2303            loop_num != -1;
2304            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2305         loop_invalid[loop_num] = 1;
2306     }
2307
2308   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2309      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2310      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2311      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2312      anywhere.
2313
2314      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2315      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2316      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2317      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2318      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2319      possible second cse pass.  */
2320
2321   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2322     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2323       {
2324         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2325
2326         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2327           {
2328             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2329             if (note)
2330               {
2331                 int loop_num;
2332
2333                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2334                      loop_num != -1;
2335                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2336                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2337               }
2338           }
2339
2340         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2341           continue;
2342
2343         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2344
2345         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2346         if (this_loop_num != -1
2347             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2348                 || (simplejump_p (insn)
2349                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2350                         != this_loop_num)))
2351             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2352           {
2353             rtx p;
2354             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2355             int dest_loop;
2356             int outer_loop = -1;
2357
2358             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2359                or a JUMP_INSN.  */
2360             for (p = PREV_INSN (insn);
2361                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2362                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2363                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2364                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2365                  p = PREV_INSN (p))
2366               ;
2367
2368             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2369                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2370
2371             if (JUMP_LABEL (insn))
2372               {
2373                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2374                 if (dest_loop != -1)
2375                   {
2376                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2377                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2378                       if (outer_loop == this_loop_num)
2379                         break;
2380                   }
2381               }
2382
2383             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2384
2385             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2386                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2387               outer_loop = this_loop_num;
2388
2389             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2390                we have a block of code to try to move.
2391
2392                We look backward and then forward from the target of INSN
2393                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2394                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2395                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2396                and move the block of code to the spot we found.  */
2397
2398             if (outer_loop == -1
2399                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2400                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2401                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2402                    These always indicate compilation errors.  */
2403                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2404                 && condjump_p (p)
2405                 && ! simplejump_p (p)
2406                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2407               {
2408                 rtx target
2409                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2410                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2411                 rtx loc;
2412
2413                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2414                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2415                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2416                     break;
2417
2418                 if (loc == 0)
2419                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2420                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2421                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2422                       break;
2423
2424                 if (loc)
2425                   {
2426                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2427                     rtx new_label = get_label_after (p);
2428
2429                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2430                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2431
2432                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2433                        we can invert P.  */
2434                    if (invert_jump (p, new_label))
2435                      {
2436                        rtx q, r;
2437
2438                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2439                           block after LOC.  */
2440                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2441                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2442
2443                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2444                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2445                             q = NEXT_INSN (q))
2446                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2447
2448                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2449                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2450                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2451                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2452                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2453                        if (JUMP_LABEL (insn))
2454                          {
2455                            int loop_num;
2456
2457                            for (q = 0,
2458                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2459                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2460                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2461                                {
2462                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2463                                  if (q)
2464                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2465                                  else
2466                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2467                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2468                                  break;
2469                                }
2470
2471                            for (loop_num = this_loop_num;
2472                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2473                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2474                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2475
2476                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2477                            if (! r)
2478                              abort ();
2479                          }
2480
2481                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2482                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2483                           The easiest way to do this is to just call
2484                           mark_loop_jump again for P.  */
2485                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2486
2487                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2488                           delete INSN.  */
2489                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2490                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2491                                == next_real_insn (insn)))
2492                          delete_insn (insn);
2493                      }
2494
2495                     /* Continue the loop after where the conditional
2496                        branch used to jump, since the only branch insn
2497                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2498                        branch and hence needs no processing.  */
2499                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2500
2501                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2502                       delete_insn (cond_label);
2503
2504                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2505                     insn = PREV_INSN (insn);
2506                   }
2507               }
2508           }
2509       }
2510 }
2511
2512 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2513    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2514
2515    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2516
2517 static void
2518 mark_loop_jump (x, loop_num)
2519      rtx x;
2520      int loop_num;
2521 {
2522   int dest_loop;
2523   int outer_loop;
2524   int i;
2525
2526   switch (GET_CODE (x))
2527     {
2528     case PC:
2529     case USE:
2530     case CLOBBER:
2531     case REG:
2532     case MEM:
2533     case CONST_INT:
2534     case CONST_DOUBLE:
2535     case RETURN:
2536       return;
2537
2538     case CONST:
2539       /* There could be a label reference in here.  */
2540       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2541       return;
2542
2543     case PLUS:
2544     case MINUS:
2545     case MULT:
2546       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2547       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2548       return;
2549
2550     case SIGN_EXTEND:
2551     case ZERO_EXTEND:
2552       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2553       return;
2554
2555     case LABEL_REF:
2556       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2557
2558       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2559          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2560          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2561          false.  */
2562
2563       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
2564          since this does not count as a loop exit.  */
2565       if (dest_loop != -1)
2566         {
2567           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2568                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2569             if (outer_loop == loop_num)
2570               break;
2571         }
2572       else
2573         outer_loop = -1;
2574
2575       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
2576         {
2577           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
2578           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
2579           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2580
2581           for (outer_loop = loop_num;
2582                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
2583                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2584             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
2585         }
2586
2587       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
2588          by it, it invalidates at least one loop.  */
2589
2590       if (dest_loop == -1)
2591         return;
2592
2593       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
2594          label, except those that also contain the jump insn.  */
2595
2596       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
2597         {
2598           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
2599           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2600                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2601             if (dest_loop == outer_loop)
2602               return;
2603
2604           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
2605           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
2606             fprintf (loop_dump_stream,
2607                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
2608                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
2609           
2610           loop_invalid[dest_loop] = 1;
2611         }
2612       return;
2613
2614     case SET:
2615       /* If this is not setting pc, ignore.  */
2616       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
2617         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
2618       return;
2619
2620     case IF_THEN_ELSE:
2621       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2622       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
2623       return;
2624
2625     case PARALLEL:
2626     case ADDR_VEC:
2627       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
2628         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
2629       return;
2630
2631     case ADDR_DIFF_VEC:
2632       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
2633         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
2634       return;
2635
2636     default:
2637       /* Treat anything else (such as a symbol_ref)
2638          as a branch out of this loop, but not into any loop.  */
2639
2640       if (loop_num != -1)
2641         {
2642           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2643
2644           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2645                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2646             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
2647         }
2648       return;
2649     }
2650 }
2651 \f
2652 /* Return nonzero if there is a label in the range from
2653    insn INSN to and including the insn whose luid is END
2654    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
2655    been previously created by loop.c).  */
2656
2657 static int
2658 labels_in_range_p (insn, end)
2659      rtx insn;
2660      int end;
2661 {
2662   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
2663     {
2664       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
2665         return 1;
2666       insn = NEXT_INSN (insn);
2667     }
2668
2669   return 0;
2670 }
2671
2672 /* Record that a memory reference X is being set.  */
2673
2674 static void
2675 note_addr_stored (x)
2676      rtx x;
2677 {
2678   register int i;
2679
2680   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
2681     return;
2682
2683   /* Count number of memory writes.
2684      This affects heuristics in strength_reduce.  */
2685   num_mem_sets++;
2686
2687   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
2688   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
2689     unknown_address_altered = 1;
2690
2691   if (unknown_address_altered)
2692     return;
2693
2694   for (i = 0; i < loop_store_mems_idx; i++)
2695     if (rtx_equal_p (XEXP (loop_store_mems[i], 0), XEXP (x, 0))
2696         && MEM_IN_STRUCT_P (x) == MEM_IN_STRUCT_P (loop_store_mems[i]))
2697       {
2698         /* We are storing at the same address as previously noted.  Save the
2699            wider reference.  */
2700         if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x))
2701             > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_store_mems[i])))
2702           loop_store_mems[i] = x;
2703         break;
2704       }
2705
2706   if (i == NUM_STORES)
2707     unknown_address_altered = 1;
2708
2709   else if (i == loop_store_mems_idx)
2710     loop_store_mems[loop_store_mems_idx++] = x;
2711 }
2712 \f
2713 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
2714
2715    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
2716
2717    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
2718    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
2719    anything stored in `loop_store_mems'.  */
2720
2721 int
2722 invariant_p (x)
2723      register rtx x;
2724 {
2725   register int i;
2726   register enum rtx_code code;
2727   register char *fmt;
2728   int conditional = 0;
2729
2730   if (x == 0)
2731     return 1;
2732   code = GET_CODE (x);
2733   switch (code)
2734     {
2735     case CONST_INT:
2736     case CONST_DOUBLE:
2737     case SYMBOL_REF:
2738     case CONST:
2739       return 1;
2740
2741     case LABEL_REF:
2742       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
2743          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
2744          This is because each unrolled copy of the loop body will have
2745          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
2746          the address of this label into a register might get moved outside
2747          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
2748
2749          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
2750          labels.  */
2751       if (flag_unroll_loops)
2752         return 0;
2753       else
2754         return 1;
2755
2756     case PC:
2757     case CC0:
2758     case UNSPEC_VOLATILE:
2759       return 0;
2760
2761     case REG:
2762       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
2763          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
2764       if (x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
2765           || x == arg_pointer_rtx)
2766         return 1;
2767       if (loop_has_call
2768           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
2769         return 0;
2770       if (n_times_set[REGNO (x)] < 0)
2771         return 2;
2772       return n_times_set[REGNO (x)] == 0;
2773
2774     case MEM:
2775       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
2776          checking for read-only items, so that volatile read-only items
2777          will be rejected also.  */
2778       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2779         return 0;
2780
2781       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
2782          invariant if their address is.  */
2783       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
2784         break;
2785
2786       /* If we filled the table (or had a subroutine call), any location
2787          in memory could have been clobbered.  */
2788       if (unknown_address_altered)
2789         return 0;
2790
2791       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
2792       for (i = loop_store_mems_idx - 1; i >= 0; i--)
2793         if (true_dependence (loop_store_mems[i], x))
2794           return 0;
2795
2796       /* It's not invalidated by a store in memory
2797          but we must still verify the address is invariant.  */
2798       break;
2799
2800     case ASM_OPERANDS:
2801       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
2802       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2803         return 0;
2804     }
2805
2806   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2807   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2808     {
2809       if (fmt[i] == 'e')
2810         {
2811           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
2812           if (tem == 0)
2813             return 0;
2814           if (tem == 2)
2815             conditional = 1;
2816         }
2817       else if (fmt[i] == 'E')
2818         {
2819           register int j;
2820           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2821             {
2822               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
2823               if (tem == 0)
2824                 return 0;
2825               if (tem == 2)
2826                 conditional = 1;
2827             }
2828
2829         }
2830     }
2831
2832   return 1 + conditional;
2833 }
2834
2835 \f
2836 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
2837    are INSN and the immediately following insns,
2838    and if each of those insns sets REG in an invariant way
2839    (not counting uses of REG in them).
2840
2841    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
2842
2843    We assume that INSN itself is the first set of REG
2844    and that its source is invariant.  */
2845
2846 static int
2847 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
2848      int n_sets;
2849      rtx reg, insn;
2850 {
2851   register rtx p = insn;
2852   register int regno = REGNO (reg);
2853   rtx temp;
2854   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
2855   int count = n_sets - 1;
2856   int old = n_times_set[regno];
2857   int value = 0;
2858   int this;
2859
2860   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
2861   if (n_sets == 127)
2862     return 0;
2863
2864   n_times_set[regno] = 0;
2865
2866   while (count > 0)
2867     {
2868       register enum rtx_code code;
2869       rtx set;
2870
2871       p = NEXT_INSN (p);
2872       code = GET_CODE (p);
2873
2874       /* If library call, skip to end of of it.  */
2875       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2876         p = XEXP (temp, 0);
2877
2878       this = 0;
2879       if (code == INSN
2880           && (set = single_set (p))
2881           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
2882           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
2883         {
2884           this = invariant_p (SET_SRC (set));
2885           if (this != 0)
2886             value |= this;
2887           else if (temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2888             {
2889               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
2890                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
2891                  notes are OK.  */
2892               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
2893                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
2894                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
2895               if (this != 0)
2896                 value |= this;
2897             }
2898         }
2899       if (this != 0)
2900         count--;
2901       else if (code != NOTE)
2902         {
2903           n_times_set[regno] = old;
2904           return 0;
2905         }
2906     }
2907
2908   n_times_set[regno] = old;
2909   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
2910   return 1 + (value & 2);
2911 }
2912
2913 #if 0
2914 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
2915    to be moved, so we no longer test it.  */
2916
2917 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
2918    that set REG are invariant according to TABLE.  */
2919
2920 static int
2921 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
2922      rtx reg, insn;
2923      short *table;
2924 {
2925   register rtx p = insn;
2926   register int regno = REGNO (reg);
2927
2928   while (1)
2929     {
2930       register enum rtx_code code;
2931       p = NEXT_INSN (p);
2932       code = GET_CODE (p);
2933       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
2934         return 1;
2935       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
2936           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
2937           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
2938         {
2939           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
2940             return 0;
2941         }
2942     }
2943 }
2944 #endif /* 0 */
2945 \f
2946 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
2947    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
2948    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
2949
2950 static void
2951 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
2952      rtx insn;
2953      rtx x;
2954      rtx *usage;
2955 {
2956   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2957   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2958   int i, j;
2959
2960   if (code == REG)
2961     usage[REGNO (x)]
2962       = (usage[REGNO (x)] != 0 && usage[REGNO (x)] != insn)
2963         ? const0_rtx : insn;
2964
2965   else if (code == SET)
2966     {
2967       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
2968          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
2969          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
2970          for it.  */
2971       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2972         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
2973       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
2974     }
2975   else
2976     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2977       {
2978         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
2979           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
2980         else if (fmt[i] == 'E')
2981           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2982             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
2983       }
2984 }
2985 \f
2986 /* Increment N_TIMES_SET at the index of each register
2987    that is modified by an insn between FROM and TO.
2988    If the value of an element of N_TIMES_SET becomes 127 or more,
2989    stop incrementing it, to avoid overflow.
2990
2991    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
2992    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
2993    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
2994    in which case this processing is not done.
2995
2996    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
2997    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
2998
2999 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3000    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3001
3002 static void
3003 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3004      register rtx from, to;
3005      char *may_not_move;
3006      rtx *single_usage;
3007      int *count_ptr;
3008      int nregs;
3009 {
3010   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3011   register rtx insn;
3012   register int count = 0;
3013   register rtx dest;
3014
3015   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3016   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3017     {
3018       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3019         {
3020           ++count;
3021
3022           /* If requested, record registers that have exactly one use.  */
3023           if (single_usage)
3024             {
3025               find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3026
3027               /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3028               if (REG_NOTES (insn))
3029                 find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3030             }
3031
3032           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
3033               && GET_CODE (XEXP (PATTERN (insn), 0)) == REG)
3034             /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3035                We might do so sometimes, but it's not worth the pain.  */
3036             may_not_move[REGNO (XEXP (PATTERN (insn), 0))] = 1;
3037
3038           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3039               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3040             {
3041               dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3042               while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3043                      || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3044                      || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3045                      || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3046                 dest = XEXP (dest, 0);
3047               if (GET_CODE (dest) == REG)
3048                 {
3049                   register int regno = REGNO (dest);
3050                   /* If this is the first setting of this reg
3051                      in current basic block, and it was set before,
3052                      it must be set in two basic blocks, so it cannot
3053                      be moved out of the loop.  */
3054                   if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
3055                     may_not_move[regno] = 1;
3056                   /* If this is not first setting in current basic block,
3057                      see if reg was used in between previous one and this.
3058                      If so, neither one can be moved.  */
3059                   if (last_set[regno] != 0
3060                       && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3061                     may_not_move[regno] = 1;
3062                   if (n_times_set[regno] < 127)
3063                     ++n_times_set[regno];
3064                   last_set[regno] = insn;
3065                 }
3066             }
3067           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3068             {
3069               register int i;
3070               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3071                 {
3072                   register rtx x = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
3073                   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3074                     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3075                        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3076                     may_not_move[REGNO (XEXP (x, 0))] = 1;
3077
3078                   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3079                     {
3080                       dest = SET_DEST (x);
3081                       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3082                              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3083                              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3084                              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3085                         dest = XEXP (dest, 0);
3086                       if (GET_CODE (dest) == REG)
3087                         {
3088                           register int regno = REGNO (dest);
3089                           if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
3090                             may_not_move[regno] = 1;
3091                           if (last_set[regno] != 0
3092                               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3093                             may_not_move[regno] = 1;
3094                           if (n_times_set[regno] < 127)
3095                             ++n_times_set[regno];
3096                           last_set[regno] = insn;
3097                         }
3098                     }
3099                 }
3100             }
3101         }
3102
3103       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3104         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3105     }
3106   *count_ptr = count;
3107 }
3108 \f
3109 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3110    and that is entered at SCAN_START,
3111    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3112    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3113    from the loop entry point.
3114
3115    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3116    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3117    from an inner loop past two loops.  */
3118
3119 static int
3120 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3121      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3122 {
3123   rtx reg = SET_DEST (set);
3124   rtx p;
3125
3126   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3127      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3128   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3129     {
3130       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3131           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3132         return 1;
3133
3134       if (p == loop_end)
3135         p = loop_start;
3136     }
3137
3138   return 0;
3139 }
3140 \f
3141 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3142    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3143 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3144    value is a linear function of a biv.  */
3145
3146 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3147    Givs by `general_induct_var'.  */
3148
3149 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3150    induction variable, and if so what type.  */
3151
3152 enum iv_mode *reg_iv_type;
3153
3154 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3155    if register is an induction variable.  This holds general info for
3156    all induction variables.  */
3157
3158 struct induction **reg_iv_info;
3159
3160 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3161    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3162    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3163    to.  */
3164
3165 struct iv_class **reg_biv_class;
3166
3167 /* The head of a list which links together (via the next field)
3168    every iv class for the current loop.  */
3169
3170 struct iv_class *loop_iv_list;
3171
3172 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3173
3174 static rtx note_insn;
3175
3176 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3177
3178 static rtx addr_placeholder;
3179
3180 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3181    for the strength reduction code.  */
3182
3183 /* ??? There is one more optimization you might be interested in doing: to
3184    allocate pseudo registers for frequently-accessed memory locations.
3185    If the same memory location is referenced each time around, it might
3186    be possible to copy it into a register before and out after.
3187    This is especially useful when the memory location is a variable which
3188    is in a stack slot because somewhere its address is taken.  If the
3189    loop doesn't contain a function call and the variable isn't volatile,
3190    it is safe to keep the value in a register for the duration of the
3191    loop. One tricky thing is that the copying of the value back from the
3192    register has to be done on all exits from the loop.  You need to check that
3193    all the exits from the loop go to the same place.  */
3194
3195 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3196    bivs, may cause problems.  */
3197
3198 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3199    performance problems.
3200
3201    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3202    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3203    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3204    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3205    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3206    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3207
3208 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3209    positive.  */
3210
3211 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3212    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3213    e.g. the VAX acb insn.  */
3214
3215 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3216    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3217    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3218 \f
3219 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  */
3220
3221 /* Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3222    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3223    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3224    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3225    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.  */
3226
3227 static void
3228 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3229                  loop_start, loop_end)
3230      rtx scan_start;
3231      rtx end;
3232      rtx loop_top;
3233      int insn_count;
3234      rtx loop_start;
3235      rtx loop_end;
3236 {
3237   rtx p;
3238   rtx set;
3239   rtx inc_val;
3240   rtx mult_val;
3241   rtx dest_reg;
3242   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3243      iteration.  */
3244   int not_every_iteration = 0;
3245   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3246      loop iteration.  */
3247   int maybe_multiple = 0;
3248   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3249   struct iv_class *bl, **backbl;
3250   /* Ratio of extra register life span we can justify
3251      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3252      since in that case saving an insn makes more difference
3253      and more registers are available.  */
3254   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3255   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3256   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3257   rtx *reg_map;
3258   int call_seen;
3259   rtx test;
3260   rtx end_insert_before;
3261   int loop_depth = 0;
3262
3263   reg_iv_type = (enum iv_mode *) alloca (max_reg_before_loop
3264                                          * sizeof (enum iv_mode *));
3265   bzero ((char *) reg_iv_type, max_reg_before_loop * sizeof (enum iv_mode *));
3266   reg_iv_info = (struct induction **)
3267     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct induction *));
3268   bzero ((char *) reg_iv_info, (max_reg_before_loop
3269                                 * sizeof (struct induction *)));
3270   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3271     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3272   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3273                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3274
3275   loop_iv_list = 0;
3276   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3277
3278   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3279      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3280      order (i.e. loop order). 
3281
3282      If loop_end is the end of the current function, then emit a 
3283      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3284      dummy note insn.  */
3285   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3286     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3287   else
3288     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3289
3290   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3291
3292   p = scan_start;
3293   while (1)
3294     {
3295       p = NEXT_INSN (p);
3296       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3297          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3298       if (p == scan_start)
3299         break;
3300       if (p == end)
3301         {
3302           if (loop_top != 0)
3303             p = loop_top;
3304           else
3305             break;
3306           if (p == scan_start)
3307             break;
3308         }
3309
3310       if (GET_CODE (p) == INSN
3311           && (set = single_set (p))
3312           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3313         {
3314           dest_reg = SET_DEST (set);
3315           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3316               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3317               && reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] != NOT_BASIC_INDUCT)
3318             {
3319               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3320                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val))
3321                 {
3322                   /* It is a possible basic induction variable.
3323                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3324
3325                   struct induction *v
3326                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3327
3328                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val,
3329                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3330                   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = BASIC_INDUCT;
3331                 }
3332               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3333                 reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = NOT_BASIC_INDUCT;
3334             }
3335         }
3336
3337       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3338          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3339          every jump insn between here and the end of the loop either
3340          returns, exits the loop, is a forward jump, or is a jump
3341          to the loop start.  */
3342
3343       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3344         {
3345           rtx insn = p;
3346
3347           maybe_multiple = 0;
3348
3349           while (1)
3350             {
3351               insn = NEXT_INSN (insn);
3352               if (insn == scan_start)
3353                 break;
3354               if (insn == end)
3355                 {
3356                   if (loop_top != 0)
3357                     insn = loop_top;
3358                   else
3359                     break;
3360                   if (insn == scan_start)
3361                     break;
3362                 }
3363
3364               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3365                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3366                   && (! condjump_p (insn)
3367                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3368                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3369                           && (INSN_UID (JUMP_LABEL (insn)) >= max_uid_for_loop
3370                               || INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop
3371                               || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (insn))
3372                                   < INSN_LUID (insn))))))
3373                 {
3374                   maybe_multiple = 1;
3375                   break;
3376                 }
3377             }
3378         }
3379
3380       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3381          on whether they will be executed during each iteration.  */
3382       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3383          code in scan_loop.  */
3384       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3385           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3386              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3387              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3388              will be executed if the loop is executed.  */
3389           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3390                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3391                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3392         {
3393           rtx label = 0;
3394
3395           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3396              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3397              loop_number_exits_labels list.  */
3398              
3399           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3400                label;
3401                label = LABEL_NEXTREF (label))
3402             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3403               break;
3404
3405           if (! label)
3406             not_every_iteration = 1;
3407         }
3408
3409       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3410         {
3411           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3412              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3413              even though the exit code has been duplicated.  */
3414           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
3415             not_every_iteration = 0;
3416           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3417             loop_depth++;
3418           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3419             loop_depth--;
3420         }
3421
3422       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3423          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3424          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3425          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3426
3427          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3428          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3429          will be executed each iteration.  */
3430
3431       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3432           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3433         not_every_iteration = 0;
3434     }
3435
3436   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3437      Make a sanity check against n_times_set.  */
3438   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3439     {
3440       if (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3441           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3442           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3443           || n_times_set[bl->regno] != bl->biv_count
3444           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3445              move.  So leave it alone.  */
3446           || ! bl->incremented)
3447         {
3448           if (loop_dump_stream)
3449             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3450                      bl->regno,
3451                      (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3452                       ? "not induction variable"
3453                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3454                          : "count error")));
3455           
3456           reg_iv_type[bl->regno] = NOT_BASIC_INDUCT;
3457           *backbl = bl->next;
3458         }
3459       else
3460         {
3461           backbl = &bl->next;
3462
3463           if (loop_dump_stream)
3464             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3465         }
3466     }
3467
3468   /* Exit if there are no bivs.  */
3469   if (! loop_iv_list)
3470     {
3471       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3472          strength reduction info available.  */
3473       if (flag_unroll_loops)
3474         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 0);
3475
3476       return;
3477     }
3478
3479   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3480      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3481
3482   call_seen = 0;
3483   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3484     {
3485       note_insn = p;
3486
3487       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3488         call_seen = 1;
3489
3490       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3491           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3492         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3493
3494       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3495          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3496          constants and registers and only certain of those.  */
3497       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3498           && JUMP_LABEL (p) != 0
3499           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3500           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3501           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3502           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3503           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3504           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3505           && bl->init_insn == 0)
3506         {
3507           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3508           if (GET_CODE (test) == NE)
3509             {
3510               bl->init_insn = p;
3511               bl->init_set = gen_rtx (SET, VOIDmode,
3512                                       XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3513             }
3514           else
3515             bl->initial_test = test;
3516         }
3517     }
3518
3519   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3520      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3521      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3522   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3523     {
3524       rtx src;
3525
3526       if (! bl->init_insn)
3527         continue;
3528
3529       src = SET_SRC (bl->init_set);
3530
3531       if (loop_dump_stream)
3532         fprintf (loop_dump_stream,
3533                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3534                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3535
3536       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3537            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3538           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3539         {
3540           bl->initial_value = src;
3541
3542           if (loop_dump_stream)
3543             {
3544               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3545                 fprintf (loop_dump_stream, "%d\n", INTVAL (src));
3546               else
3547                 {
3548                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3549                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3550                 }
3551             }
3552         }
3553       else
3554         {
3555           /* Biv initial value is not simple move,
3556              so let it keep initial value of "itself".  */
3557
3558           if (loop_dump_stream)
3559             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
3560         }
3561     }
3562
3563   /* Search the loop for general induction variables.  */
3564
3565   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
3566      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
3567
3568   not_every_iteration = 0;
3569   loop_depth = 0;
3570   p = scan_start;
3571   while (1)
3572     {
3573       p = NEXT_INSN (p);
3574       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3575          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3576       if (p == scan_start)
3577         break;
3578       if (p == end)
3579         {
3580           if (loop_top != 0)
3581             p = loop_top;
3582           else
3583             break;
3584           if (p == scan_start)
3585             break;
3586         }
3587
3588       /* Look for a general induction variable in a register.  */
3589       if (GET_CODE (p) == INSN
3590           && (set = single_set (p))
3591           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3592           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
3593         {
3594           rtx src_reg;
3595           rtx add_val;
3596           rtx mult_val;
3597           int benefit;
3598           rtx regnote = 0;
3599
3600           dest_reg = SET_DEST (set);
3601           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3602             continue;
3603
3604           if (/* SET_SRC is a giv.  */
3605               ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set),
3606                                                  &src_reg, &add_val,
3607                                                  &mult_val))
3608                /* Equivalent expression is a giv.  */
3609                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
3610                    && (benefit = general_induction_var (XEXP (regnote, 0),
3611                                                         &src_reg,
3612                                                         &add_val, &mult_val))))
3613               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
3614                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
3615               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3616               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
3617               && dest_reg != src_reg
3618               /* This must be the only place where the register is set.  */
3619               && (n_times_set[REGNO (dest_reg)] == 1
3620                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
3621                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
3622                                                  src_reg, dest_reg,
3623                                                  &add_val, &mult_val))))
3624             {
3625               int count;
3626               struct induction *v
3627                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3628               rtx temp;
3629
3630               /* If this is a library call, increase benefit.  */
3631               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
3632                 benefit += libcall_benefit (p);
3633
3634               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
3635               for (count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
3636                    count > 0; count--)
3637                 {
3638                   /* If first insn of libcall sequence, skip to end.
3639                      Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
3640                      be an insn here.  */
3641                   if (GET_CODE (p) != NOTE
3642                       && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3643                     p = XEXP (temp, 0);
3644
3645                   do p = NEXT_INSN (p);
3646                   while (GET_CODE (p) == NOTE);
3647                 }
3648
3649               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
3650                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
3651                           loop_end);
3652
3653             }
3654         }
3655
3656 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
3657       /* Look for givs which are memory addresses.  */
3658       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
3659          still does.  */
3660       if (GET_CODE (p) == INSN)
3661         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
3662                        loop_end);
3663 #endif
3664
3665       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
3666          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
3667       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3668         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3669         update_giv_derive (p);
3670
3671       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3672          on whether they will be executed during each iteration.  */
3673       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3674          code in scan_loop.  */
3675       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3676           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3677              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3678              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3679              will be executed if the loop is executed.  */
3680           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3681                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3682                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3683         {
3684           rtx label = 0;
3685
3686           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3687              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3688              loop_number_exits_labels list.  */
3689              
3690           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3691                label;
3692                label = LABEL_NEXTREF (label))
3693             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3694               break;
3695
3696           if (! label)
3697             not_every_iteration = 1;
3698         }
3699
3700       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3701         {
3702           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3703              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3704              even though the exit code has been duplicated.  */
3705           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
3706             not_every_iteration = 0;
3707           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3708             loop_depth++;
3709           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3710             loop_depth--;
3711         }
3712
3713       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3714          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3715          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3716          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3717
3718          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3719          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3720          will be executed each iteration.  */
3721
3722       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3723           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3724         not_every_iteration = 0;
3725     }
3726
3727   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
3728      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
3729      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
3730      fail if the iteration variable is a giv.  */
3731
3732   loop_n_iterations = loop_iterations (loop_start, loop_end);
3733
3734   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
3735      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
3736      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
3737      so that final_giv_value will work correctly.  */
3738
3739   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3740     {
3741       struct induction *v;
3742
3743       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3744         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
3745           check_final_value (v, loop_start, loop_end);
3746     }
3747
3748   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
3749      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
3750      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
3751   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start);
3752
3753   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.  */
3754   reg_map = (rtx *) alloca (max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3755   bzero ((char *) reg_map, max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3756
3757   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
3758      variable elimination.  */
3759
3760   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3761     {
3762       struct induction *v;
3763       int benefit;
3764       int all_reduced;
3765       rtx final_value = 0;
3766
3767       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
3768          provided all givs are reduced.  This is possible if either
3769          the reg is not used outside the loop, or we can compute
3770          what its final value will be.
3771
3772          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
3773          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
3774          this biv.  */
3775
3776       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
3777          We aren't concerned with any uses of the biv between
3778          init_insn and loop_start since these won't be affected
3779          by the value of the biv elsewhere in the function, so
3780          long as init_insn doesn't use the biv itself.
3781          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
3782
3783       if ((uid_luid[regno_last_uid[bl->regno]] < INSN_LUID (loop_end)
3784            && bl->init_insn
3785            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
3786            && uid_luid[regno_first_uid[bl->regno]] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
3787 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3788            && ! bl->nonneg
3789 #endif
3790            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
3791           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end))
3792 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3793               && ! bl->nonneg
3794 #endif
3795               ))
3796         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
3797                                               threshold, insn_count);
3798       else
3799         {
3800           if (loop_dump_stream)
3801             {
3802               fprintf (loop_dump_stream,
3803                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
3804                        bl->regno);
3805               fprintf (loop_dump_stream,
3806                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
3807                        regno_first_uid[bl->regno],
3808                        regno_last_uid[bl->regno]);
3809             }
3810         }
3811
3812       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
3813       combine_givs (bl);
3814
3815       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
3816          biv have been strength reduced.
3817          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
3818       all_reduced = 1;
3819
3820       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
3821          it.  Skip giv's combined with others.  */
3822       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3823         {
3824           struct induction *tv;
3825
3826           if (v->ignore || v->same)
3827             continue;
3828
3829           benefit = v->benefit;
3830
3831           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
3832              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
3833              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
3834              will often be marked non-replaceable because of the duplication
3835              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
3836              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
3837              a cost.  Similar situations exist.  */
3838           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
3839              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
3840              be necessary.  */
3841           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
3842               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
3843             benefit -= copy_cost;
3844
3845           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
3846              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
3847           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
3848
3849           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
3850              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
3851              This decision can be made independently for each giv.  */
3852
3853 #ifdef AUTO_INC_DEC
3854           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
3855              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
3856              add_cost that was done above).  */
3857           if (v->giv_type == DEST_ADDR
3858               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
3859             {
3860 #if defined (HAVE_POST_INCREMENT) || defined (HAVE_PRE_INCREMENT)
3861               if (INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
3862                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
3863 #endif
3864 #if defined (HAVE_POST_DECREMENT) || defined (HAVE_PRE_DECREMENT)
3865               if (-INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
3866                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
3867 #endif
3868             }
3869 #endif
3870
3871           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
3872              flag, and clear all_reduced.  */
3873
3874           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
3875              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
3876              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
3877              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
3878              exit.  */
3879
3880           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
3881               && ! bl->reversed)
3882             {
3883               if (loop_dump_stream)
3884                 fprintf (loop_dump_stream,
3885                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
3886                          INSN_UID (v->insn),
3887                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
3888               v->ignore = 1;
3889               all_reduced = 0;
3890             }
3891           else
3892             {
3893               /* Check that we can increment the reduced giv without a
3894                  multiply insn.  If not, reject it.  */
3895
3896               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3897                 if (tv->mult_val == const1_rtx
3898                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
3899                   {
3900                     if (loop_dump_stream)
3901                       fprintf (loop_dump_stream,
3902                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
3903                                INSN_UID (v->insn));
3904                     v->ignore = 1;
3905                     all_reduced = 0;
3906                     break;
3907                   }
3908             }
3909         }
3910
3911       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
3912
3913       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3914         {
3915           struct induction *tv;
3916           if (! v->ignore && v->same == 0)
3917             {
3918               int auto_inc_opt = 0;
3919
3920               v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
3921
3922 #ifdef AUTO_INC_DEC
3923               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
3924                  this is an address giv, then try to put the increment
3925                  immediately after its use, so that flow can create an
3926                  auto-increment addressing mode.  */
3927               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
3928                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
3929                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
3930                      does not have a valid INSN_LUID.  */
3931                   && ! bl->reversed
3932                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple)
3933                 {
3934                   /* If other giv's have been combined with this one, then
3935                      this will work only if all uses of the other giv's occur
3936                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
3937
3938                      We simplify this by looking for the common case where
3939                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
3940                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
3941                      the increment occurs after the address giv, then we can
3942                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
3943                      would have to go before other_giv, and we would not be
3944                      able to combine it with the address giv to get an
3945                      auto-inc address.)  */
3946                   if (v->combined_with)
3947                     {
3948                       struct induction *other_giv = 0;
3949
3950                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
3951                         if (tv->same == v)
3952                           {
3953                             if (other_giv)
3954                               break;
3955                             else
3956                               other_giv = tv;
3957                           }
3958                       if (! tv && other_giv
3959                           && (regno_last_uid[REGNO (other_giv->dest_reg)]
3960                               == INSN_UID (v->insn))
3961                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
3962                         auto_inc_opt = 1;
3963                     }
3964                   /* Check for case where increment is before the the address
3965                      giv.  */
3966                   else if (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))
3967                     auto_inc_opt = -1;
3968                   else
3969                     auto_inc_opt = 1;
3970
3971 #ifdef HAVE_cc0
3972                   {
3973                     rtx prev;
3974
3975                     /* We can't put an insn immediately after one setting
3976                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
3977                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
3978                         || (auto_inc_opt == -1
3979                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
3980                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
3981                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
3982                       auto_inc_opt = 0;
3983                   }
3984 #endif
3985
3986                   if (auto_inc_opt)
3987                     v->auto_inc_opt = 1;
3988                 }
3989 #endif
3990
3991               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
3992                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
3993               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3994                 {
3995                   rtx insert_before;
3996
3997                   if (! auto_inc_opt)
3998                     insert_before = tv->insn;
3999                   else if (auto_inc_opt == 1)
4000                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4001                   else
4002                     insert_before = v->insn;
4003
4004                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4005                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4006                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4007                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4008                     /* A multiply is acceptable here
4009                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4010                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4011                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4012                 }
4013
4014               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4015
4016               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4017                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4018             }
4019         }
4020
4021       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4022          as not reduced.
4023          
4024          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4025          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4026          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".
4027
4028          Also check for givs whose first use is their definition and whose
4029          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4030          dead and should not be used to eliminate a biv.  */
4031       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4032         {
4033           if (v->same && v->same->ignore)
4034             v->ignore = 1;
4035
4036           if (v->ignore)
4037             continue;
4038
4039           if (v->giv_type == DEST_REG
4040               && regno_first_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v->insn))
4041             {
4042               struct induction *v1;
4043
4044               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4045                 if (regno_last_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v1->insn))
4046                   v->maybe_dead = 1;
4047             }
4048
4049           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4050              replaced.  */
4051           if (v->same)
4052             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4053                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4054
4055           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4056             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4057                this giv.  */
4058             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4059           else if (v->replaceable)
4060             {
4061               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4062
4063 #if 0
4064               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4065                  this is unnecessary now?  */
4066
4067               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4068                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4069
4070                  However, especially when unrolling loops, the special
4071                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4072                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4073                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4074                  We can not delete the original insn, since it may be part
4075                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4076                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4077               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4078                                v->insn);
4079 #endif
4080             }
4081           else
4082             {
4083               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4084                  the reduced giv, same as above.  */
4085               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4086                                v->insn);
4087             }
4088
4089           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4090              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4091              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4092              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4093              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4094           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4095             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4096                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4097           else if (v->final_value)
4098             {
4099               rtx insert_before;
4100
4101               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4102                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4103                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4104                  since this is slightly more efficient.  */
4105               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4106                 insert_before = loop_start;
4107               else
4108                 insert_before = end_insert_before;
4109               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4110                                 insert_before);
4111
4112 #if 0
4113               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4114                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4115                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4116                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4117                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4118                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4119                  matter that the original insn remains because it is dead
4120                  anyways.  */
4121               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4122                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4123               delete_insn (v->insn);
4124 #endif
4125             }
4126
4127           if (loop_dump_stream)
4128             {
4129               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4130                        INSN_UID (v->insn));
4131               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4132               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4133             }
4134         }
4135
4136       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4137          merit it.  */
4138
4139       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4140          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4141          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4142          combined with.
4143
4144          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4145          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4146          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4147          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4148          used from the simpler giv.  */
4149
4150       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4151         if (! v->maybe_dead && v->same)
4152           v->same->maybe_dead = 0;
4153
4154       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4155          This won't work if ! all_reduced,
4156          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4157
4158          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
4159          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
4160          be used as a biv replacement.  
4161
4162          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4163          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4164          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
4165          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4166          replace it with a compare with a constant will fail.
4167
4168          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4169          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4170          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4171
4172       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
4173           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
4174                                   threshold, insn_count))
4175
4176         {
4177           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4178              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4179              we might want to rewrite it also.  This way some later
4180              pass has more hope of removing the initialization of this
4181              biv entirely.  */
4182
4183           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4184              and we must emit an insn to set it just in case.
4185
4186              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
4187              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
4188              proper final value for such a biv here anyways.  */
4189           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
4190             {
4191               rtx insert_before;
4192
4193               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4194                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4195                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
4196                  loop, since this is slightly more efficient.  */
4197               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4198                 insert_before = loop_start;
4199               else
4200                 insert_before = end_insert_before;
4201
4202               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
4203                                 end_insert_before);
4204             }
4205
4206 #if 0
4207           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
4208              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
4209              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
4210           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
4211              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
4212              will only succeed when there are multiple exits if the biv
4213              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
4214              insn remains, because it is dead anyways.  */
4215           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
4216             delete_insn (v->insn);
4217 #endif
4218
4219           if (loop_dump_stream)
4220             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
4221                      bl->regno);
4222         }
4223     }
4224
4225   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
4226      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
4227
4228   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
4229     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4230         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4231       {
4232         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
4233         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
4234         INSN_CODE (p) = -1;
4235       }
4236
4237   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
4238      induction variable information that strength_reduce has already
4239      collected.  */
4240   
4241   if (flag_unroll_loops)
4242     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 1);
4243
4244   if (loop_dump_stream)
4245     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4246 }
4247 \f
4248 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
4249    compared against in an initial test).
4250
4251    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
4252    the current insn and the start of the loop.
4253
4254    INSN is the insn containing X.  */
4255
4256 static int
4257 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
4258      rtx x;
4259      rtx insn;
4260      int call_seen;
4261      rtx loop_start;
4262 {
4263   if (CONSTANT_P (x))
4264     return 1;
4265
4266   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
4267      we know.  */
4268   if (GET_CODE (x) != REG
4269       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
4270     return 0;
4271
4272   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
4273      some machines, don't use any hard registers at all.  */
4274   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
4275       && (
4276 #ifdef SMALL_REGISTER_CLASSES
4277           SMALL_REGISTER_CLASSES
4278 #else
4279           0
4280 #endif
4281             || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen))
4282       )
4283     return 0;
4284
4285   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
4286      loop.  */
4287   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
4288     return 0;
4289
4290   return 1;
4291 }
4292 \f
4293 /* Scan X for memory refs and check each memory address
4294    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
4295    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
4296    every loop iteration.  */
4297
4298 static void
4299 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
4300      rtx x;
4301      rtx insn;
4302      int not_every_iteration;
4303      rtx loop_start, loop_end;
4304 {
4305   register int i, j;
4306   register enum rtx_code code;
4307   register char *fmt;
4308
4309   if (x == 0)
4310     return;
4311
4312   code = GET_CODE (x);
4313   switch (code)
4314     {
4315     case REG:
4316     case CONST_INT:
4317     case CONST:
4318     case CONST_DOUBLE:
4319     case SYMBOL_REF:
4320     case LABEL_REF:
4321     case PC:
4322     case CC0:
4323     case ADDR_VEC:
4324     case ADDR_DIFF_VEC:
4325     case USE:
4326     case CLOBBER:
4327       return;
4328
4329     case MEM:
4330       {
4331         rtx src_reg;
4332         rtx add_val;
4333         rtx mult_val;
4334         int benefit;
4335
4336         benefit = general_induction_var (XEXP (x, 0),
4337                                          &src_reg, &add_val, &mult_val);
4338
4339         /* Don't make a DEST_ADDR giv with mult_val == 1 && add_val == 0.
4340            Such a giv isn't useful.  */
4341         if (benefit > 0 && (mult_val != const1_rtx || add_val != const0_rtx))
4342           {
4343             /* Found one; record it.  */
4344             struct induction *v
4345               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
4346
4347             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
4348                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
4349                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
4350
4351             v->mem_mode = GET_MODE (x);
4352           }
4353         return;
4354       }
4355     }
4356
4357   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
4358
4359   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4360   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4361     if (fmt[i] == 'e')
4362       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
4363                      loop_end);
4364     else if (fmt[i] == 'E')
4365       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4366         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
4367                        loop_start, loop_end);
4368 }
4369 \f
4370 /* Fill in the data about one biv update.
4371    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
4372    allocated by the caller, with alloca.)
4373    INSN is the insn that sets it.
4374    DEST_REG is the biv's reg.
4375
4376    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
4377    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
4378    being set to INC_VAL.
4379
4380    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
4381    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
4382    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
4383    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
4384    executed exactly once per iteration.  */
4385
4386 static void
4387 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val,
4388             not_every_iteration, maybe_multiple)
4389      struct induction *v;
4390      rtx insn;
4391      rtx dest_reg;
4392      rtx inc_val;
4393      rtx mult_val;
4394      int not_every_iteration;
4395      int maybe_multiple;
4396 {
4397   struct iv_class *bl;
4398
4399   v->insn = insn;
4400   v->src_reg = dest_reg;
4401   v->dest_reg = dest_reg;
4402   v->mult_val = mult_val;
4403   v->add_val = inc_val;
4404   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
4405   v->always_computable = ! not_every_iteration;
4406   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4407   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
4408
4409   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
4410      if this is the first incrementation of the reg.  */
4411
4412   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
4413   if (bl == 0)
4414     {
4415       /* Create and initialize new iv_class.  */
4416
4417       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
4418
4419       bl->regno = REGNO (dest_reg);
4420       bl->biv = 0;
4421       bl->giv = 0;
4422       bl->biv_count = 0;
4423       bl->giv_count = 0;
4424
4425       /* Set initial value to the reg itself.  */
4426       bl->initial_value = dest_reg;
4427       /* We haven't seen the initializing insn yet */
4428       bl->init_insn = 0;
4429       bl->init_set = 0;
4430       bl->initial_test = 0;
4431       bl->incremented = 0;
4432       bl->eliminable = 0;
4433       bl->nonneg = 0;
4434       bl->reversed = 0;
4435       bl->total_benefit = 0;
4436
4437       /* Add this class to loop_iv_list.  */
4438       bl->next = loop_iv_list;
4439       loop_iv_list = bl;
4440
4441       /* Put it in the array of biv register classes.  */
4442       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
4443     }
4444
4445   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
4446   v->next_iv = bl->biv;
4447   bl->biv = v;
4448   bl->biv_count++;
4449   if (mult_val == const1_rtx)
4450     bl->incremented = 1;
4451
4452   if (loop_dump_stream)
4453     {
4454       fprintf (loop_dump_stream,
4455                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
4456                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4457       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
4458         fprintf (loop_dump_stream, " const = %d\n",
4459                  INTVAL (inc_val));
4460       else
4461         {
4462           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
4463           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
4464           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4465         }
4466     }
4467 }
4468 \f
4469 /* Fill in the data about one giv.
4470    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
4471    allocated by the caller, with alloca.)
4472    INSN is the insn that sets it.
4473    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
4474    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
4475    into a register or is used as a memory address.
4476
4477    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
4478    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
4479    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
4480    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
4481
4482 static void
4483 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4484             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
4485      struct induction *v;
4486      rtx insn;
4487      rtx src_reg;
4488      rtx dest_reg;
4489      rtx mult_val, add_val;
4490      int benefit;
4491      enum g_types type;
4492      int not_every_iteration;
4493      rtx *location;
4494      rtx loop_start, loop_end;
4495 {
4496   struct induction *b;
4497   struct iv_class *bl;
4498   rtx set = single_set (insn);
4499   rtx p;
4500
4501   v->insn = insn;
4502   v->src_reg = src_reg;
4503   v->giv_type = type;
4504   v->dest_reg = dest_reg;
4505   v->mult_val = mult_val;
4506   v->add_val = add_val;
4507   v->benefit = benefit;
4508   v->location = location;
4509   v->cant_derive = 0;
4510   v->combined_with = 0;
4511   v->maybe_multiple = 0;
4512   v->maybe_dead = 0;
4513   v->derive_adjustment = 0;
4514   v->same = 0;
4515   v->ignore = 0;
4516   v->new_reg = 0;
4517   v->final_value = 0;
4518   v->same_insn = 0;
4519   v->auto_inc_opt = 0;
4520
4521   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
4522      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
4523      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
4524      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
4525      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
4526      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
4527      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
4528
4529   if (type == DEST_ADDR)
4530     v->always_computable = 1;
4531   else
4532     v->always_computable = ! not_every_iteration;
4533
4534   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4535
4536   if (type == DEST_ADDR)
4537     {
4538       v->mode = GET_MODE (*location);
4539       v->lifetime = 1;
4540       v->times_used = 1;
4541     }
4542   else /* type == DEST_REG */
4543     {
4544       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
4545
4546       v->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]]
4547                      - uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]]);
4548
4549       v->times_used = n_times_used[REGNO (dest_reg)];
4550
4551       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
4552          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
4553          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4554       if (v->lifetime == 0)
4555         v->ignore = 1;
4556
4557       reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
4558       reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
4559     }
4560
4561   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
4562
4563   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
4564   if (bl)
4565     {
4566       v->next_iv = bl->giv;
4567       bl->giv = v;
4568       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
4569          insns that calculate givs.  */
4570       if (type == DEST_REG)
4571         bl->giv_count++;
4572       bl->total_benefit += benefit;
4573     }
4574   else
4575     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
4576     abort ();
4577
4578   if (type == DEST_ADDR)
4579     v->replaceable = 1;
4580   else
4581     {
4582       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4583          of the following conditions are true:
4584          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4585            on which the giv is used at all
4586            (there are two ways to deduce this:
4587             either the insn is executed on every iteration,
4588             or all uses follow that insn in the same basic block),
4589          - the giv is not used outside the loop
4590          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4591
4592       if (regno_first_uid[REGNO (dest_reg)] == INSN_UID (insn)
4593           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
4594           && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]] < INSN_LUID (loop_end)
4595           && (! not_every_iteration
4596               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
4597         {
4598           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
4599              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
4600
4601           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
4602              and last use of the giv.
4603              
4604              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
4605              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
4606              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
4607              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
4608              useful as a biv, because it is used in two different loops.
4609              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
4610              using this biv anyways.  */
4611
4612           v->replaceable = 1;
4613           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4614             {
4615               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
4616                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4617                        >= uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]])
4618                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4619                           <= uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]])))
4620                 {
4621                   v->replaceable = 0;
4622                   v->not_replaceable = 1;
4623                   break;
4624                 }
4625             }
4626
4627           /* If there are any backwards branches that go from after the
4628              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
4629           if (v->replaceable)
4630             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4631               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
4632                 {
4633                   v->replaceable = 0;
4634                   v->not_replaceable = 1;
4635                   break;
4636                 }
4637         }
4638       else
4639         {
4640           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
4641              decide.  */
4642           v->replaceable = 0;
4643           v->not_replaceable = 0;
4644         }
4645     }
4646
4647   if (loop_dump_stream)
4648     {
4649       if (type == DEST_REG)
4650         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
4651                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4652       else
4653         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
4654                  INSN_UID (insn));
4655
4656       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
4657                REGNO (src_reg), v->benefit);
4658       fprintf (loop_dump_stream, " used %d lifetime %d",
4659                v->times_used, v->lifetime);
4660
4661       if (v->replaceable)
4662         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
4663
4664       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
4665         fprintf (loop_dump_stream, " mult %d",
4666                  INTVAL (mult_val));
4667       else
4668         {
4669           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
4670           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
4671         }
4672
4673       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
4674         fprintf (loop_dump_stream, " add %d",
4675                  INTVAL (add_val));
4676       else
4677         {
4678           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
4679           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
4680         }
4681     }
4682
4683   if (loop_dump_stream)
4684     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4685
4686 }
4687
4688
4689 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
4690    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
4691    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
4692    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
4693    have been identified.  */
4694
4695 static void
4696 check_final_value (v, loop_start, loop_end)
4697      struct induction *v;
4698      rtx loop_start, loop_end;
4699 {
4700   struct iv_class *bl;
4701   rtx final_value = 0;
4702
4703   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
4704
4705   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
4706      replaceable above in record_giv.  */
4707
4708   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4709      of the following conditions are true:
4710      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4711        on which the giv is used at all
4712        (there are two ways to deduce this:
4713         either the insn is executed on every iteration,
4714         or all uses follow that insn in the same basic block),
4715      - its final value can be calculated (this condition is different
4716        than the one above in record_giv)
4717      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4718
4719 #if 0
4720   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
4721   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
4722   v->replaceable = 0;
4723 #endif
4724
4725   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end))
4726       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
4727     {
4728       int biv_increment_seen = 0;
4729       rtx p = v->insn;
4730       rtx last_giv_use;
4731
4732       v->replaceable = 1;
4733
4734       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
4735          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
4736          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
4737          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
4738
4739       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
4740          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
4741          that sets the giv, and search around the loop until we come
4742          back to that insn again.
4743
4744          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
4745          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
4746          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
4747          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
4748          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
4749          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
4750          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
4751
4752       last_giv_use = v->insn;
4753
4754       while (1)
4755         {
4756           p = NEXT_INSN (p);
4757           if (p == loop_end)
4758             p = NEXT_INSN (loop_start);
4759           if (p == v->insn)
4760             break;
4761
4762           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4763               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4764             {
4765               if (biv_increment_seen)
4766                 {
4767                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4768                     {
4769                       v->replaceable = 0;
4770                       v->not_replaceable = 1;
4771                       break;
4772                     }
4773                 }
4774               else if (GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
4775                        && SET_DEST (PATTERN (p)) == v->src_reg)
4776                 biv_increment_seen = 1;
4777               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4778                 last_giv_use = p;
4779             }
4780         }
4781       
4782       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
4783          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
4784          replaceable.  */
4785
4786       if (v->replaceable)
4787         {
4788           p = v->insn;
4789           while (1)
4790             {
4791               p = NEXT_INSN (p);
4792               if (p == loop_end)
4793                 p = NEXT_INSN (loop_start);
4794               if (p == last_giv_use)
4795                 break;
4796
4797               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
4798                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
4799                   && ((INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop)
4800                       || (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
4801                       || (INSN_UID (last_giv_use) >= max_uid_for_loop)
4802                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (v->insn)
4803                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start))
4804                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (last_giv_use)
4805                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end))))
4806                 {
4807                   v->replaceable = 0;
4808                   v->not_replaceable = 1;
4809
4810                   if (loop_dump_stream)
4811                     fprintf (loop_dump_stream,
4812                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
4813
4814                   break;
4815                 }
4816             }
4817         }
4818
4819       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
4820       if (v->replaceable)
4821         v->final_value = final_value;
4822     }
4823
4824   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
4825     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
4826              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
4827 }
4828 \f
4829 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
4830
4831    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
4832    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
4833    another giv.
4834
4835    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
4836    derive another giv once a label has been passed.
4837
4838    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
4839
4840 static void
4841 update_giv_derive (p)
4842      rtx p;
4843 {
4844   struct iv_class *bl;
4845   struct induction *biv, *giv;
4846   rtx tem;
4847   int dummy;
4848
4849   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
4850
4851      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
4852      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
4853      derive any givs after a label is passed.
4854
4855      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
4856      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
4857      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
4858      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
4859      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
4860      sub-cases within this case.
4861
4862      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
4863      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
4864      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
4865      this extra tracking doesn't seem worth it).
4866
4867      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
4868      executed multiple times.  We are actually only concerned about
4869      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
4870      on the jump again here.
4871
4872      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
4873      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
4874      the giv cannot derive further givs.  */
4875
4876   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4877     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
4878       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4879           || biv->insn == p)
4880         {
4881           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
4882             {
4883               /* If cant_derive is already true, there is no point in
4884                  checking all of these conditions again.  */
4885               if (giv->cant_derive)
4886                 continue;
4887
4888               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
4889                  it cannot derive anything.  */
4890               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
4891                 giv->cant_derive = 1;
4892
4893               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
4894                  they are really invariants.  Also skip those that are
4895                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
4896                  any biv update.  */
4897               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
4898                 continue;
4899
4900               /* The only way we can allow this giv to derive another
4901                  is if this is a biv increment and we can form the product
4902                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
4903                  be able to compute a compensation.  */
4904               else if (biv->insn == p)
4905                 {
4906                   tem = 0;
4907
4908                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
4909                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, giv->mode,
4910                                                       biv->add_val,
4911                                                       giv->mult_val),
4912                                              &dummy);
4913
4914                   if (tem && giv->derive_adjustment)
4915                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, giv->mode, tem,
4916                                                       giv->derive_adjustment),
4917                                              &dummy);
4918                   if (tem)
4919                     giv->derive_adjustment = tem;
4920                   else
4921                     giv->cant_derive = 1;
4922                 }
4923               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
4924                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
4925                 giv->cant_derive = 1;
4926             }
4927         }
4928 }
4929 \f
4930 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
4931    X is the source of insn P, or a part of it.
4932    MODE is the mode in which X should be interpreted.
4933
4934    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
4935    We accept patterns of these forms:
4936      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
4937      REG = INVARIANT + REG
4938
4939    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
4940    and store the additive term into *INC_VAL.
4941
4942    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
4943    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
4944
4945    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
4946    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
4947    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
4948    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
4949    into the variable.
4950
4951    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
4952    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
4953    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
4954    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
4955
4956    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
4957    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
4958    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
4959    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since 
4960    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
4961    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
4962    not ZERO_EXTEND.
4963
4964    If we cannot find a biv, we return 0.  */
4965
4966 static int
4967 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val)
4968      register rtx x;
4969      enum machine_mode mode;
4970      rtx p;
4971      rtx dest_reg;
4972      rtx *inc_val;
4973      rtx *mult_val;
4974 {
4975   register enum rtx_code code;
4976   rtx arg;
4977   rtx insn, set = 0;
4978
4979   code = GET_CODE (x);
4980   switch (code)
4981     {
4982     case PLUS:
4983       if (XEXP (x, 0) == dest_reg
4984           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
4985               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
4986               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
4987         arg = XEXP (x, 1);
4988       else if (XEXP (x, 1) == dest_reg
4989                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
4990                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
4991                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
4992         arg = XEXP (x, 0);
4993       else
4994         return 0;
4995
4996       if (invariant_p (arg) != 1)
4997         return 0;
4998
4999       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5000       *mult_val = const1_rtx;
5001       return 1;
5002
5003     case SUBREG:
5004       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5005          value.  */
5006       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5007         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5008                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val);
5009       return 0;
5010
5011     case REG:
5012       /* If this register is assigned in the previous insn, look at its
5013          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5014
5015       for (insn = PREV_INSN (p);
5016            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5017             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5018            insn = PREV_INSN (insn))
5019         ;
5020
5021       if (insn)
5022         set = single_set (insn);
5023
5024       if (set != 0
5025           && (SET_DEST (set) == x
5026               || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5027                   && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5028                       <= UNITS_PER_WORD)
5029                   && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x)))
5030         return basic_induction_var (SET_SRC (set),
5031                                     (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5032                                      ? GET_MODE (x)
5033                                      : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5034                                     dest_reg, insn,
5035                                     inc_val, mult_val);
5036       /* ... fall through ...  */
5037
5038       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5039          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5040          as a biv of the outer loop,
5041          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5042     case MEM:
5043       if (invariant_p (x) != 1)
5044         return 0;
5045     case CONST_INT:
5046     case SYMBOL_REF:
5047     case CONST:
5048       if (loops_enclosed == 1)
5049         {
5050           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5051           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5052           *mult_val = const0_rtx;
5053           return 1;
5054         }
5055       else
5056         return 0;
5057
5058     case SIGN_EXTEND:
5059       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5060                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val);
5061     case ASHIFTRT:
5062       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5063       for (insn = PREV_INSN (p);
5064            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5065             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5066            insn = PREV_INSN (insn))
5067         ;
5068
5069       if (insn)
5070         set = single_set (insn);
5071
5072       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5073           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5074           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5075           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5076           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5077         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
5078                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5079                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val);
5080       return 0;
5081
5082     default:
5083       return 0;
5084     }
5085 }
5086 \f
5087 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
5088    function   of a basic induction variable,
5089    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
5090    The coefficients can be any loop invariant quantity.
5091    A giv need not be computed directly from the biv;
5092    it can be computed by way of other givs.  */
5093
5094 /* Determine whether X computes a giv.
5095    If it does, return a nonzero value
5096      which is the benefit from eliminating the computation of X;
5097    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
5098    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
5099      such that the value of X is biv * mult + add;  */
5100
5101 static int
5102 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val)
5103      rtx x;
5104      rtx *src_reg;
5105      rtx *add_val;
5106      rtx *mult_val;
5107 {
5108   rtx orig_x = x;
5109   int benefit = 0;
5110   char *storage;
5111
5112   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
5113   if (invariant_p (x) == 1)
5114     return 0;
5115
5116   /* See if the expression could be a giv and get its form.
5117      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
5118   storage = (char *) oballoc (0);
5119   x = simplify_giv_expr (x, &benefit);
5120   if (x == 0)
5121     {
5122       obfree (storage);
5123       return 0;
5124     }
5125
5126   switch (GET_CODE (x))
5127     {
5128     case USE:
5129     case CONST_INT:
5130       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
5131          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
5132          with.  */
5133       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
5134       *mult_val = const0_rtx;
5135       *add_val = x;
5136       break;
5137
5138     case REG:
5139       /* This is equivalent to a BIV.  */
5140       *src_reg = x;
5141       *mult_val = const1_rtx;
5142       *add_val = const0_rtx;
5143       break;
5144
5145     case PLUS:
5146       /* Either (plus (biv) (invar)) or
5147          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
5148       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
5149         {
5150           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
5151           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
5152         }
5153       else
5154         {
5155           *src_reg = XEXP (x, 0);
5156           *mult_val = const1_rtx;
5157         }
5158       *add_val = XEXP (x, 1);
5159       break;
5160
5161     case MULT:
5162       /* ADD_VAL is zero.  */
5163       *src_reg = XEXP (x, 0);
5164       *mult_val = XEXP (x, 1);
5165       *add_val = const0_rtx;
5166       break;
5167
5168     default:
5169       abort ();
5170     }
5171
5172   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
5173      unless they are CONST_INT).  */
5174   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
5175     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
5176   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
5177     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
5178
5179   benefit += rtx_cost (orig_x, SET);
5180
5181   /* Always return some benefit if this is a giv so it will be detected
5182      as such.  This allows elimination of bivs that might otherwise
5183      not be eliminated.  */
5184   return benefit == 0 ? 1 : benefit;
5185 }
5186 \f
5187 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
5188    We will canonicalize it to be of the form
5189         (plus (mult (BIV) (invar_1))
5190               (invar_2))
5191    with possible degeneracies.
5192
5193    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
5194    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
5195    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
5196    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
5197
5198    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
5199    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
5200    returns 0.
5201
5202    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
5203    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
5204
5205    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
5206
5207 static rtx
5208 simplify_giv_expr (x, benefit)
5209      rtx x;
5210      int *benefit;
5211 {
5212   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
5213   rtx arg0, arg1;
5214   rtx tem;
5215
5216   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
5217      mode, this can't be a giv.  */
5218   if (mode != VOIDmode
5219       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
5220           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5221     return 0;
5222
5223   switch (GET_CODE (x))
5224     {
5225     case PLUS:
5226       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
5227       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
5228       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5229         return 0;
5230
5231       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5232       if ((GET_CODE (arg0) == USE
5233            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5234           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5235         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5236
5237       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
5238       if (arg1 == const0_rtx)
5239         return arg0;
5240       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
5241         switch (GET_CODE (arg0))
5242           {
5243           case CONST_INT:
5244           case USE:
5245             /* Both invariant.  Only valid if sum is machine operand.
5246                First strip off possible USE on first operand.  */
5247             if (GET_CODE (arg0) == USE)
5248               arg0 = XEXP (arg0, 0);
5249
5250             tem = 0;
5251             if (CONSTANT_P (arg0) && GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
5252               {
5253                 tem = plus_constant (arg0, INTVAL (arg1));
5254                 if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
5255                   tem = gen_rtx (USE, mode, tem);
5256               }
5257
5258             return tem;
5259
5260           case REG:
5261           case MULT:
5262             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
5263             return gen_rtx (PLUS, mode, arg0, arg1);
5264
5265           case PLUS:
5266             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
5267             return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5268                                                XEXP (arg0, 0),
5269                                                gen_rtx (PLUS, mode,
5270                                                         XEXP (arg0, 1), arg1)),
5271                                       benefit);
5272
5273           default:
5274             abort ();
5275           }
5276
5277       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
5278          MULT to reduce cases.  */
5279       if (GET_CODE (arg0) == REG)
5280         arg0 = gen_rtx (MULT, mode, arg0, const1_rtx);
5281       if (GET_CODE (arg1) == REG)
5282         arg1 = gen_rtx (MULT, mode, arg1, const1_rtx);
5283
5284       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5285          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5286          Recurse to associate the second PLUS.  */
5287       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
5288         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5289
5290       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
5291           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5292                                              gen_rtx (PLUS, mode,
5293                                                       arg0, XEXP (arg1, 0)),
5294                                              XEXP (arg1, 1)),
5295                                     benefit);
5296
5297       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
5298       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
5299         abort ();
5300
5301       if (XEXP (arg0, 0) != XEXP (arg1, 0))
5302         return 0;
5303
5304       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5305                                          XEXP (arg0, 0),
5306                                          gen_rtx (PLUS, mode,
5307                                                   XEXP (arg0, 1),
5308                                                   XEXP (arg1, 1))),
5309                                 benefit);
5310
5311     case MINUS:
5312       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
5313       return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5314                                          XEXP (x, 0),
5315                                          gen_rtx (MULT, mode,
5316                                                   XEXP (x, 1), constm1_rtx)),
5317                                 benefit);
5318
5319     case MULT:
5320       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
5321       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
5322       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5323         return 0;
5324
5325       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5326       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5327           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5328         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5329
5330       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
5331       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5332         return 0;
5333
5334       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
5335       if (arg1 == const0_rtx)
5336         return const0_rtx;
5337
5338       else if (arg1 == const1_rtx)
5339         return arg0;
5340
5341       switch (GET_CODE (arg0))
5342         {
5343         case REG:
5344           /* biv * invar.  Done.  */
5345           return gen_rtx (MULT, mode, arg0, arg1);
5346
5347         case CONST_INT:
5348           /* Product of two constants.  */
5349           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
5350
5351         case USE:
5352           /* invar * invar.  Not giv.  */
5353           return 0;
5354
5355         case MULT:
5356           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
5357           return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5358                                              XEXP (arg0, 0),
5359                                              gen_rtx (MULT, mode,
5360                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
5361                                     benefit);
5362
5363         case PLUS:
5364           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
5365           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5366                                              gen_rtx (MULT, mode,
5367                                                       XEXP (arg0, 0), arg1),
5368                                              gen_rtx (MULT, mode,
5369                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
5370                                     benefit);
5371
5372         default:
5373           abort ();
5374         }
5375
5376     case ASHIFT:
5377       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
5378       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
5379         return 0;
5380
5381       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5382                                          XEXP (x, 0),
5383                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
5384                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
5385                                 benefit);
5386
5387     case NEG:
5388       /* "-a" is "a * (-1)" */
5389       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
5390                                 benefit);
5391
5392     case NOT:
5393       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
5394       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MINUS, mode,
5395                                          gen_rtx (NEG, mode, XEXP (x, 0)),
5396                                          const1_rtx),
5397                                 benefit);
5398
5399     case USE:
5400       /* Already in proper form for invariant.  */
5401       return x;
5402
5403     case REG:
5404       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
5405       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5406         return 0;
5407
5408       /* Check for biv or giv.  */
5409       switch (reg_iv_type[REGNO (x)])
5410         {
5411         case BASIC_INDUCT:
5412           return x;
5413         case GENERAL_INDUCT:
5414           {
5415             struct induction *v = reg_iv_info[REGNO (x)];
5416
5417             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
5418                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
5419             *benefit += v->benefit;
5420             if (v->cant_derive)
5421               return 0;
5422
5423             tem = gen_rtx (PLUS, mode, gen_rtx (MULT, mode,
5424                                                 v->src_reg, v->mult_val),
5425                            v->add_val);
5426             if (v->derive_adjustment)
5427               tem = gen_rtx (MINUS, mode, tem, v->derive_adjustment);
5428             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
5429           }
5430         }
5431
5432       /* Fall through to general case.  */
5433     default:
5434       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
5435          Otherwise, not giv.  */
5436       if (GET_CODE (x) == USE)
5437         x = XEXP (x, 0);
5438
5439       if (invariant_p (x) == 1)
5440         {
5441           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
5442             return x;
5443           else
5444             return gen_rtx (USE, mode, x);
5445         }
5446       else
5447         return 0;
5448     }
5449 }
5450 \f
5451 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
5452    for example,
5453       giv = biv * M
5454       giv = giv + A
5455    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
5456    we check that all other insns that set the same register follow
5457    immediately after P, that they alter nothing else,
5458    and that the result of the last is still a giv.
5459
5460    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
5461    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
5462    all the consecutive insns that compute the value.
5463
5464    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
5465    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
5466
5467    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
5468    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
5469
5470 static int
5471 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
5472                  add_val, mult_val)
5473      int first_benefit;
5474      rtx p;
5475      rtx src_reg;
5476      rtx dest_reg;
5477      rtx *add_val;
5478      rtx *mult_val;
5479 {
5480   int count;
5481   enum rtx_code code;
5482   int benefit;
5483   rtx temp;
5484   rtx set;
5485
5486   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
5487      each insn of the multi-insn sequence. 
5488
5489      This induction structure will be used only by the call to
5490      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
5491      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
5492      a new induction structure.  */
5493   struct induction *v
5494     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
5495   v->src_reg = src_reg;
5496   v->mult_val = *mult_val;
5497   v->add_val = *add_val;
5498   v->benefit = first_benefit;
5499   v->cant_derive = 0;
5500   v->derive_adjustment = 0;
5501
5502   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
5503   reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
5504
5505   count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
5506
5507   while (count > 0)
5508     {
5509       p = NEXT_INSN (p);
5510       code = GET_CODE (p);
5511
5512       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
5513       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
5514         p = XEXP (temp, 0);
5515
5516       if (code == INSN
5517           && (set = single_set (p))
5518           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5519           && SET_DEST (set) == dest_reg
5520           && ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
5521                                                 add_val, mult_val))
5522               /* Giv created by equivalent expression.  */
5523               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
5524                   && (benefit = general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
5525                                                        add_val, mult_val))))
5526           && src_reg == v->src_reg)
5527         {
5528           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
5529             benefit += libcall_benefit (p);
5530
5531           count--;
5532           v->mult_val = *mult_val;
5533           v->add_val = *add_val;
5534           v->benefit = benefit;
5535         }
5536       else if (code != NOTE)
5537         {
5538           /* Allow insns that set something other than this giv to a
5539              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
5540              include long constants and should not disqualify a giv.  */
5541           if (code == INSN
5542               && (set = single_set (p))
5543               && SET_DEST (set) != dest_reg
5544               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
5545             continue;
5546
5547           reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = UNKNOWN_INDUCT;
5548           return 0;
5549         }
5550     }
5551
5552   return v->benefit;
5553 }
5554 \f
5555 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
5556    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
5557    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
5558
5559    To perform the computation, we note that
5560         G1 = a * v + b          and
5561         G2 = c * v + d
5562    where `v' is the biv.
5563
5564    So G2 = (c/a) * G1 + (d - b*c/a)  */
5565
5566 #ifdef ADDRESS_COST
5567 static rtx
5568 express_from (g1, g2)
5569      struct induction *g1, *g2;
5570 {
5571   rtx mult, add;
5572
5573   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
5574      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
5575      for notation) is also an integer.  */
5576   if (GET_CODE (g1->mult_val) != CONST_INT
5577       || GET_CODE (g2->mult_val) != CONST_INT
5578       || GET_CODE (g1->add_val) != CONST_INT
5579       || g1->mult_val == const0_rtx
5580       || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
5581     return 0;
5582
5583   mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
5584   add = plus_constant (g2->add_val, - INTVAL (g1->add_val) * INTVAL (mult));
5585
5586   /* Form simplified final result.  */
5587   if (mult == const0_rtx)
5588     return add;
5589   else if (mult == const1_rtx)
5590     mult = g1->dest_reg;
5591   else
5592     mult = gen_rtx (MULT, g2->mode, g1->dest_reg, mult);
5593
5594   if (add == const0_rtx)
5595     return mult;
5596   else
5597     return gen_rtx (PLUS, g2->mode, mult, add);
5598 }
5599 #endif
5600 \f
5601 /* Return 1 if giv G2 can be combined with G1.  This means that G2 can use
5602    (either directly or via an address expression) a register used to represent
5603    G1.  Set g2->new_reg to a represtation of G1 (normally just
5604    g1->dest_reg).  */
5605
5606 static int
5607 combine_givs_p (g1, g2)
5608      struct induction *g1, *g2;
5609 {
5610   rtx tem;
5611
5612   /* If these givs are identical, they can be combined.  */
5613   if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val)
5614       && rtx_equal_p (g1->add_val, g2->add_val))
5615     {
5616       g2->new_reg = g1->dest_reg;
5617       return 1;
5618     }
5619
5620 #ifdef ADDRESS_COST
5621   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
5622      as an address and no more expensive than using a register for G2,
5623      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
5624   if (g2->giv_type == DEST_ADDR
5625       && (tem = express_from (g1, g2)) != 0
5626       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
5627       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location))
5628     {
5629       g2->new_reg = tem;
5630       return 1;
5631     }
5632 #endif
5633
5634   return 0;
5635 }
5636 \f
5637 #ifdef GIV_SORT_CRITERION
5638 /* Compare two givs and sort the most desirable one for combinations first.
5639    This is used only in one qsort call below.  */
5640
5641 static int
5642 giv_sort (x, y)
5643      struct induction **x, **y;
5644 {
5645   GIV_SORT_CRITERION (*x, *y);
5646
5647   return 0;
5648 }
5649 #endif
5650
5651 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
5652    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
5653    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
5654    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
5655
5656 static void
5657 combine_givs (bl)
5658      struct iv_class *bl;
5659 {
5660   struct induction *g1, *g2, **giv_array, *temp_iv;
5661   int i, j, giv_count, pass;
5662
5663   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
5664   giv_count = 0;
5665   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
5666     giv_count++;
5667
5668   giv_array
5669     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
5670   i = 0;
5671   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
5672     giv_array[i++] = g1;
5673
5674 #ifdef GIV_SORT_CRITERION
5675   /* Sort the givs if GIV_SORT_CRITERION is defined.
5676      This is usually defined for processors which lack
5677      negative register offsets so more givs may be combined.  */
5678
5679   if (loop_dump_stream)
5680     fprintf (loop_dump_stream, "%d givs counted, sorting...\n", giv_count);
5681
5682   qsort (giv_array, giv_count, sizeof (struct induction *), giv_sort);
5683 #endif
5684
5685   for (i = 0; i < giv_count; i++)
5686     {
5687       g1 = giv_array[i];
5688       for (pass = 0; pass <= 1; pass++)
5689         for (j = 0; j < giv_count; j++)
5690           {
5691             g2 = giv_array[j];
5692             if (g1 != g2
5693                 /* First try to combine with replaceable givs, then all givs.  */
5694                 && (g1->replaceable || pass == 1)
5695                 /* If either has already been combined or is to be ignored, can't
5696                    combine.  */
5697                 && ! g1->ignore && ! g2->ignore && ! g1->same && ! g2->same
5698                 /* If something has been based on G2, G2 cannot itself be based
5699                    on something else.  */
5700                 && ! g2->combined_with
5701                 && combine_givs_p (g1, g2))
5702               {
5703                 /* g2->new_reg set by `combine_givs_p'  */
5704                 g2->same = g1;
5705                 g1->combined_with = 1;
5706
5707                 /* If one of these givs is a DEST_REG that was only used
5708                    once, by the other giv, this is actually a single use.
5709                    The DEST_REG has the correct cost, while the other giv
5710                    counts the REG use too often.  */
5711                 if (g2->giv_type == DEST_REG
5712                     && n_times_used[REGNO (g2->dest_reg)] == 1
5713                     && reg_mentioned_p (g2->dest_reg, PATTERN (g1->insn)))
5714                   g1->benefit = g2->benefit;
5715                 else if (g1->giv_type != DEST_REG
5716                          || n_times_used[REGNO (g1->dest_reg)] != 1
5717                          || ! reg_mentioned_p (g1->dest_reg,
5718                                                PATTERN (g2->insn)))
5719                   {
5720                     g1->benefit += g2->benefit;
5721                     g1->times_used += g2->times_used;
5722                   }
5723                 /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
5724                    of finding replaceable giv's, and hence this code may no
5725                    longer be necessary.  */
5726                 if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
5727                   g1->benefit -= copy_cost;
5728                 g1->lifetime += g2->lifetime;
5729                 
5730                 if (loop_dump_stream)
5731                   fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d combined with giv at %d\n",
5732                            INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
5733               }
5734           }
5735     }
5736 }
5737 \f
5738 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
5739
5740 void
5741 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
5742      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
5743      rtx m;          /* multiplicative constant */
5744      rtx a;          /* additive constant */
5745      rtx reg;        /* destination register */
5746      rtx insert_before;
5747 {
5748   rtx seq;
5749   rtx result;
5750
5751   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
5752   a = copy_rtx (a);
5753   b = copy_rtx (b);
5754
5755   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
5756   update_reg_last_use (a, insert_before);
5757   update_reg_last_use (b, insert_before);
5758   update_reg_last_use (m, insert_before);
5759
5760   start_sequence ();
5761   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
5762   if (reg != result)
5763     emit_move_insn (reg, result);
5764   seq = gen_sequence ();
5765   end_sequence ();
5766
5767   emit_insn_before (seq, insert_before);
5768 }
5769 \f
5770 /* Test whether A * B can be computed without
5771    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
5772
5773 static int
5774 product_cheap_p (a, b)
5775      rtx a;
5776      rtx b;
5777 {
5778   int i;
5779   rtx tmp;
5780   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
5781   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
5782   int win = 1;
5783
5784   /* If only one is constant, make it B.  */
5785   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5786     tmp = a, a = b, b = tmp;
5787
5788   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
5789   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5790     return 1;
5791
5792   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
5793   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
5794     return 0;
5795
5796   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
5797      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
5798      of insns is generated.  */
5799
5800   rtl_obstack = &temp_obstack;
5801   start_sequence ();
5802   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
5803   tmp = gen_sequence ();
5804   end_sequence ();
5805
5806   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
5807     {
5808       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
5809         win = 1;
5810       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
5811         win = 0;
5812       else
5813         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
5814           {
5815             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
5816
5817             if (GET_CODE (insn) != INSN
5818                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
5819                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
5820                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
5821                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
5822                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
5823               {
5824                 win = 0;
5825                 break;
5826               }
5827           }
5828     }
5829   else if (GET_CODE (tmp) == SET
5830            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
5831     win = 0;
5832   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
5833            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
5834            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
5835     win = 0;
5836
5837   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
5838      allocation to its normal obstack.  */
5839   obstack_free (&temp_obstack, storage);
5840   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
5841
5842   return win;
5843 }
5844 \f
5845 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
5846    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
5847    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
5848    to see if the optimization can be performed.
5849    Value is nonzero if optimization was performed.  */
5850
5851 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
5852    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
5853    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
5854    faster than one that increments from zero.  */
5855
5856 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
5857    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
5858    final_[bg]iv_value.  */
5859
5860 static int
5861 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start)
5862      rtx loop_end;
5863      int insn_count;
5864      rtx loop_start;
5865 {
5866   struct iv_class *bl;
5867   rtx reg;
5868   rtx jump_label;
5869   rtx final_value;
5870   rtx start_value;
5871   rtx new_add_val;
5872   rtx comparison;
5873   rtx before_comparison;
5874   rtx p;
5875
5876   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
5877      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
5878
5879   comparison = get_condition_for_loop (PREV_INSN (loop_end));
5880   if (comparison == 0)
5881     return 0;
5882
5883   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
5884      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
5885      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
5886      used between its update and the test insn.  */
5887
5888   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5889     {
5890       if (bl->biv_count == 1
5891           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
5892           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
5893                                    PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
5894         break;
5895     }
5896
5897   if (! bl)
5898     return 0;
5899
5900   /* Look for the case where the basic induction variable is always
5901      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
5902      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
5903      m68k DBRA instruction to be used.  */
5904
5905   if (((GET_CODE (comparison) == GT
5906         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
5907         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
5908        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
5909       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
5910       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
5911     {
5912       /* Initial value must be greater than 0,
5913          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
5914          the last iteration */
5915
5916       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
5917           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
5918           && (INTVAL (bl->initial_value) %
5919               (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
5920         {
5921           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
5922           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5923             = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
5924                        REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5925           bl->nonneg = 1;
5926
5927           return 1;
5928         }
5929
5930       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
5931          the loop, then we can safely optimize.  */
5932       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
5933         {
5934           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
5935             break;
5936           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
5937             continue;
5938
5939           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
5940           if (before_comparison
5941               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
5942               && GET_CODE (before_comparison) == LT
5943               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
5944               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
5945               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
5946             {
5947               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5948                 = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
5949                            REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5950               bl->nonneg = 1;
5951
5952               return 1;
5953             }
5954         }
5955     }
5956   else if (num_mem_sets <= 1)
5957     {
5958       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
5959       /* Can do this if:
5960          all registers modified are induction variables or invariant,
5961          all memory references have non-overlapping addresses
5962          (obviously true if only one write)
5963          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
5964       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
5965          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
5966          reversed.  We meet this condition by requiring that either
5967          no_use_except_counting is true, or else that there is only
5968          one biv.  */
5969       int num_nonfixed_reads = 0;
5970       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
5971       int no_use_except_counting = 0;
5972       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
5973          which is reversible.  */
5974       int reversible_mem_store = 1;
5975
5976       for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5977         if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5978           num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
5979
5980       if (bl->giv_count == 0
5981           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5982         {
5983           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
5984
5985           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
5986              fall through at the end of the the loop, then
5987              see if perhaps there are no uses except to count.  */
5988           no_use_except_counting = 1;
5989           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5990             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5991               {
5992                 rtx set = single_set (p);
5993
5994                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5995                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
5996                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
5997                   ;
5998                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
5999                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
6000                   /* Don't bother about the end test.  */
6001                   ;
6002                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
6003                   /* Any other use of the biv is no good.  */
6004                   {
6005                     no_use_except_counting = 0;
6006                     break;
6007                   }
6008               }
6009         }
6010
6011       /* If the loop has a single store, and the destination address is
6012          invariant, then we can't reverse the loop, because this address
6013          might then have the wrong value at loop exit.
6014          This would work if the source was invariant also, however, in that
6015          case, the insn should have been moved out of the loop.  */
6016
6017       if (num_mem_sets == 1)
6018         reversible_mem_store
6019           = (! unknown_address_altered
6020              && ! invariant_p (XEXP (loop_store_mems[0], 0)));
6021
6022       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
6023          the memory address check by only reversing loops with
6024          zero or one memory access.
6025          Two memory accesses could involve parts of the same array,
6026          and that can't be reversed.  */
6027
6028       if (num_nonfixed_reads <= 1
6029           && !loop_has_call
6030           && !loop_has_volatile
6031           && reversible_mem_store
6032           && (no_use_except_counting
6033               || ((bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
6034                    + num_movables + 2 == insn_count)
6035                   && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))))
6036         {
6037           rtx tem;
6038
6039           /* Loop can be reversed.  */
6040           if (loop_dump_stream)
6041             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
6042
6043           /* Now check other conditions:
6044              initial_value must be zero,
6045              final_value % add_val == 0, so that when reversed, the
6046              biv will be zero on the last iteration.
6047
6048              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
6049              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
6050              confusing.  */
6051
6052           if (comparison && bl->initial_value == const0_rtx
6053               && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
6054               /* LE gets turned into LT */
6055               && GET_CODE (comparison) == LT
6056               && (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
6057                   % INTVAL (bl->biv->add_val)) == 0)
6058             {
6059               /* Register will always be nonnegative, with value
6060                  0 on last iteration if loop reversed */
6061
6062               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
6063               reg = bl->biv->dest_reg;
6064               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
6065               if (jump_label == pc_rtx)
6066                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
6067               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
6068
6069               final_value = XEXP (comparison, 1);
6070               start_value = GEN_INT (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
6071                                      - INTVAL (bl->biv->add_val));
6072
6073               /* Initialize biv to start_value before loop start.
6074                  The old initializing insn will be deleted as a
6075                  dead store by flow.c.  */
6076               emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value), loop_start);
6077
6078               /* Add insn to decrement register, and delete insn
6079                  that incremented the register.  */
6080               p = emit_insn_before (gen_add2_insn (reg, new_add_val),
6081                                     bl->biv->insn);
6082               delete_insn (bl->biv->insn);
6083                       
6084               /* Update biv info to reflect its new status.  */
6085               bl->biv->insn = p;
6086               bl->initial_value = start_value;
6087               bl->biv->add_val = new_add_val;
6088
6089               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
6090                  not delete the label.  */
6091               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
6092
6093               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
6094                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
6095               if ((regno_last_uid[bl->regno]
6096                    != INSN_UID (PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
6097                   || ! bl->init_insn
6098                   || regno_first_uid[bl->regno] != INSN_UID (bl->init_insn))
6099                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
6100                                  loop_end);
6101
6102               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
6103               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
6104               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
6105
6106               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
6107               start_sequence ();
6108               emit_cmp_insn (reg, const0_rtx, GE, NULL_RTX,
6109                              GET_MODE (reg), 0, 0);
6110               emit_jump_insn (gen_bge (XEXP (jump_label, 0)));
6111               tem = gen_sequence ();
6112               end_sequence ();
6113               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
6114
6115               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
6116                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN; tem = PREV_INSN (tem))
6117                 ;
6118               if (tem)
6119                 {
6120                   JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
6121
6122                   /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
6123                   /* Register is now always nonnegative,
6124                      so add REG_NONNEG note to the branch.  */
6125                   REG_NOTES (tem) = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
6126                                              REG_NOTES (tem));
6127                 }
6128
6129               bl->nonneg = 1;
6130
6131               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
6132                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
6133                  will have to be fixed up.  */
6134
6135               bl->reversed = 1;
6136
6137               if (loop_dump_stream)
6138                 fprintf (loop_dump_stream,
6139                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
6140
6141               return 1;
6142             }
6143         }
6144     }
6145
6146   return 0;
6147 }
6148 \f
6149 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
6150    based on the insns in the loop that refer to it.
6151    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
6152
6153    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
6154
6155    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
6156    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
6157    start of the loop.  */
6158
6159 static int
6160 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
6161      struct iv_class *bl;
6162      rtx loop_start;
6163      rtx end;
6164      int eliminate_p;
6165      int threshold, insn_count;
6166 {
6167   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
6168   rtx p;
6169
6170   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
6171      biv in a way that we cannot eliminate.  */
6172
6173   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
6174     {
6175       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
6176       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
6177
6178       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
6179           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
6180           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
6181         {
6182           if (loop_dump_stream)
6183             fprintf (loop_dump_stream,
6184                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
6185                      bl->regno, INSN_UID (p));
6186           break;
6187         }
6188     }
6189
6190   if (p == end)
6191     {
6192       if (loop_dump_stream)
6193         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
6194                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
6195       return 1;
6196     }
6197
6198   return 0;
6199 }
6200 \f
6201 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
6202    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
6203
6204    If BIV does not appear in X, return 1.
6205
6206    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
6207    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
6208    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
6209    the loop.  */
6210
6211 static int
6212 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
6213      rtx x, insn;
6214      struct iv_class *bl;
6215      int eliminate_p;
6216      rtx where;
6217 {
6218   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
6219   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
6220   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
6221   struct induction *v;
6222   rtx arg, new, tem;
6223   int arg_operand;
6224   char *fmt;
6225   int i, j;
6226
6227   switch (code)
6228     {
6229     case REG:
6230       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
6231          we can't eliminate it.  */
6232       if (x == reg)
6233         return 0;
6234       return 1;
6235
6236     case SET:
6237       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
6238       if (SET_DEST (x) == reg)
6239         return 1;
6240
6241       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
6242          it will go away when the giv is reduced.  */
6243       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6244         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
6245           return 1;
6246
6247 #ifdef HAVE_cc0
6248       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
6249         {
6250           /* Can replace with any giv that was reduced and
6251              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
6252              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
6253              ??? We disable this optimization to avoid potential
6254              overflows.  */
6255
6256           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6257             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
6258                 && v->add_val == const0_rtx
6259                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6260                 && v->mode == mode
6261                 && 0)
6262               {
6263                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6264                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6265                    insn, then we must adjust the value used here.
6266                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6267                 if (v->auto_inc_opt
6268                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6269                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6270                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6271                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6272                   continue;
6273
6274                 if (! eliminate_p)
6275                   return 1;
6276
6277                 /* If the giv has the opposite direction of change,
6278                    then reverse the comparison.  */
6279                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
6280                   new = gen_rtx (COMPARE, GET_MODE (v->new_reg),
6281                                  const0_rtx, v->new_reg);
6282                 else
6283                   new = v->new_reg;
6284
6285                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
6286                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
6287                   return 1;
6288               }
6289
6290           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
6291              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
6292              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
6293              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
6294              overflow problem.  */
6295
6296           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6297             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
6298                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6299                 && v->mode == mode
6300                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
6301                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
6302                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
6303                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
6304                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
6305               {
6306                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6307                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6308                    insn, then we must adjust the value used here.
6309                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6310                 if (v->auto_inc_opt
6311                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6312                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6313                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6314                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6315                   continue;
6316
6317                 if (! eliminate_p)
6318                   return 1;
6319
6320                 /* If the giv has the opposite direction of change,
6321                    then reverse the comparison.  */
6322                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
6323                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
6324                                  v->new_reg);
6325                 else
6326                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, v->new_reg,
6327                                  copy_rtx (v->add_val));
6328
6329                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
6330                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
6331                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
6332                   return 1;
6333
6334                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
6335                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
6336                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
6337
6338                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
6339                                   where);
6340
6341                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)),
6342                                      gen_rtx (COMPARE, VOIDmode,
6343                                               v->new_reg, tem), 0))
6344                   return 1;
6345               }
6346         }
6347 #endif
6348       break;
6349
6350     case COMPARE:
6351     case EQ:  case NE:
6352     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
6353     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
6354       /* See if either argument is the biv.  */
6355       if (XEXP (x, 0) == reg)
6356         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
6357       else if (XEXP (x, 1) == reg)
6358         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
6359       else
6360         break;
6361
6362       if (CONSTANT_P (arg))
6363         {
6364           /* First try to replace with any giv that has constant positive
6365              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
6366              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
6367
6368           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6369             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
6370                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
6371                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
6372                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
6373                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
6374                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
6375                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6376                 && v->mode == mode)
6377               {
6378                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6379                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6380                    insn, then we must adjust the value used here.
6381                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6382                 if (v->auto_inc_opt
6383                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6384                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6385                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6386                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6387                   continue;
6388
6389                 if (! eliminate_p)
6390                   return 1;
6391
6392                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
6393                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
6394
6395                 /* If all constants are actually constant integers and
6396                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
6397                    do so.  */
6398                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
6399                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
6400                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
6401                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
6402                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
6403                                                  * INTVAL (v->mult_val)
6404                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
6405                   return 1;
6406
6407                 /* Otherwise, load it into a register.  */
6408                 tem = gen_reg_rtx (mode);
6409                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
6410                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
6411                   return 1;
6412
6413                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
6414                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
6415               }
6416           
6417           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
6418              Insert insns to calculate new compare value.  
6419              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
6420
6421           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6422             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
6423                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6424                 && v->mode == mode
6425                 && 0)
6426               {
6427                 rtx tem;
6428
6429                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6430                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6431                    insn, then we must adjust the value used here.
6432                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6433                 if (v->auto_inc_opt
6434                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6435                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6436                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6437                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6438                   continue;
6439
6440                 if (! eliminate_p)
6441                   return 1;
6442
6443                 tem = gen_reg_rtx (mode);
6444
6445                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
6446                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
6447                                  v->new_reg, 1);
6448
6449                 /* Compute value to compare against.  */
6450                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
6451                 /* Use it in this insn.  */
6452                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
6453                 if (apply_change_group ())
6454                   return 1;
6455               }
6456         }
6457       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
6458         {
6459           if (invariant_p (arg) == 1)
6460             {
6461               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
6462                  add_val. Insert insns to compute new compare value. 
6463                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
6464
6465               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6466                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
6467                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6468                     && v->mode == mode
6469                     && 0)
6470                   {
6471                     rtx tem;
6472
6473                     /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6474                        to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6475                        insn, then we must adjust the value used here.
6476                        This is rare, so we don't bother to do so.  */
6477                     if (v->auto_inc_opt
6478                         && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6479                              && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6480                             || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6481                                 && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6482                       continue;
6483
6484                     if (! eliminate_p)
6485                       return 1;
6486
6487                     tem = gen_reg_rtx (mode);
6488
6489                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
6490                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
6491                                      v->new_reg, 1);
6492
6493                     /* Compute value to compare against.  */
6494                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
6495                                       tem, where);
6496                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
6497                     if (apply_change_group ())
6498                       return 1;
6499                   }
6500             }
6501
6502           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
6503              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
6504              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
6505              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
6506              but that can generate poor code.
6507
6508              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
6509              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
6510              we might have to do a topological sort of the order in which
6511              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
6512              this sort of thing now.  */
6513
6514 #if 0
6515           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
6516           if (GET_CODE (arg) != REG
6517               || reg_iv_type[REGNO (arg)] != BASIC_INDUCT)
6518             return 0;
6519
6520           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
6521              with identical coefficients.  */
6522           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6523             {
6524               struct induction *tv;
6525
6526               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
6527                 continue;
6528
6529               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
6530                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
6531                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
6532                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
6533                     && tv->mode == mode)
6534                   {
6535                     /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6536                        to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6537                        insn, then we must adjust the value used here.
6538                        This is rare, so we don't bother to do so.  */
6539                     if (v->auto_inc_opt
6540                         && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6541                              && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6542                             || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6543                                 && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6544                       continue;
6545
6546                     if (! eliminate_p)
6547                       return 1;
6548
6549                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
6550                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
6551                     /* Replace other operand with the other giv's
6552                        reduced reg.  */
6553                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
6554                     return 1;
6555                   }
6556             }
6557 #endif
6558         }
6559
6560       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
6561       return 0;
6562
6563     case MEM:
6564       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
6565          biv is used in it, since it will be replaced.  */
6566       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6567         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
6568           return 1;
6569       break;
6570     }
6571
6572   /* See if any subexpression fails elimination.  */
6573   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6574   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
6575     {
6576       switch (fmt[i])
6577         {
6578         case 'e':
6579           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl, 
6580                                        eliminate_p, where))
6581             return 0;
6582           break;
6583
6584         case 'E':
6585           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6586             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
6587                                          eliminate_p, where))
6588               return 0;
6589           break;
6590         }
6591     }
6592
6593   return 1;
6594 }  
6595 \f
6596 /* Return nonzero if the last use of REG
6597    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
6598
6599 static int
6600 last_use_this_basic_block (reg, insn)
6601      rtx reg;
6602      rtx insn;
6603 {
6604   rtx n;
6605   for (n = insn;
6606        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
6607        n = NEXT_INSN (n))
6608     {
6609       if (regno_last_uid[REGNO (reg)] == INSN_UID (n))
6610         return 1;
6611     }
6612   return 0;
6613 }
6614 \f
6615 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
6616    just record the location of the set and process it later.  */
6617
6618 static void
6619 record_initial (dest, set)
6620      rtx dest;
6621      rtx set;
6622 {
6623   struct iv_class *bl;
6624
6625   if (GET_CODE (dest) != REG
6626       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
6627       || reg_iv_type[REGNO (dest)] != BASIC_INDUCT)
6628     return;
6629
6630   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
6631
6632   /* If this is the first set found, record it.  */
6633   if (bl->init_insn == 0)
6634     {
6635       bl->init_insn = note_insn;
6636       bl->init_set = set;
6637     }
6638 }
6639 \f
6640 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
6641    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
6642    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
6643    use it.  */
6644
6645 static void
6646 update_reg_last_use (x, insn)
6647      rtx x;
6648      rtx insn;
6649 {
6650   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
6651      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
6652      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
6653      and hence this insn will never be the last use of x.  */
6654   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
6655       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
6656       && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (x)]] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
6657     regno_last_uid[REGNO (x)] = INSN_UID (insn);
6658   else
6659     {
6660       register int i, j;
6661       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6662       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6663         {
6664           if (fmt[i] == 'e')
6665             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
6666           else if (fmt[i] == 'E')
6667             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6668               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
6669         }
6670     }
6671 }
6672 \f
6673 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
6674    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
6675    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
6676    be returned.
6677
6678    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
6679    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
6680    of the condition is desired, it should be placed in front of that
6681    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
6682
6683    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
6684    callers.  Specifically:
6685
6686    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
6687    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
6688    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
6689    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
6690        for GE, GEU, and LEU.  */
6691
6692 rtx
6693 get_condition (jump, earliest)
6694      rtx jump;
6695      rtx *earliest;
6696 {
6697   enum rtx_code code;
6698   rtx prev = jump;
6699   rtx set;
6700   rtx tem;
6701   rtx op0, op1;
6702   int reverse_code = 0;
6703   int did_reverse_condition = 0;
6704
6705   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
6706   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
6707       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
6708     return 0;
6709
6710   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
6711   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
6712   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
6713
6714   if (earliest)
6715     *earliest = jump;
6716
6717   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
6718      the condition.  */
6719   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
6720       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
6721     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
6722
6723   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
6724      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
6725      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
6726      in cse.c  */
6727
6728   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
6729     {
6730       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
6731       rtx x = 0;
6732
6733 #ifdef HAVE_cc0
6734       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
6735          insn.  */
6736       if (op0 == cc0_rtx)
6737         {
6738           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6739               || GET_CODE (prev) != INSN
6740               || (set = single_set (prev)) == 0
6741               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
6742             return 0;
6743
6744           op0 = SET_SRC (set);
6745           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
6746           if (earliest)
6747             *earliest = prev;
6748         }
6749 #endif
6750
6751       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
6752       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
6753         {
6754           op1 = XEXP (op0, 1);
6755           op0 = XEXP (op0, 0);
6756           continue;
6757         }
6758       else if (GET_CODE (op0) != REG)
6759         break;
6760
6761       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
6762          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
6763          we don't want to bother dealing with it.  */
6764
6765       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6766           || GET_CODE (prev) != INSN
6767           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
6768           || (set = single_set (prev)) == 0)
6769         break;
6770
6771       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
6772          relevant.  */
6773       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
6774         {
6775           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
6776
6777           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
6778                || (((code == NE
6779                      || (code == LT
6780                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
6781                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
6782                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6783                          && (STORE_FLAG_VALUE
6784                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
6785                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
6786 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
6787                      || (code == LT
6788                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
6789                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
6790 #endif
6791                      ))
6792                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')))
6793             x = SET_SRC (set);
6794           else if (((code == EQ
6795                      || (code == GE
6796                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
6797                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6798                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
6799                          && (STORE_FLAG_VALUE
6800                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
6801                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
6802 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
6803                      || (code == GE
6804                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
6805                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
6806 #endif
6807                      ))
6808                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')
6809             {
6810               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
6811                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
6812                  have had to reverse the condition.  */
6813               did_reverse_condition ^= 1;
6814               reverse_code = 1;
6815               x = SET_SRC (set);
6816             }
6817           else
6818             break;
6819         }
6820
6821       else if (reg_set_p (op0, prev))
6822         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
6823         break;
6824
6825       if (x)
6826         {
6827           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
6828             code = GET_CODE (x);
6829           if (reverse_code)
6830             {
6831               code = reverse_condition (code);
6832               did_reverse_condition ^= 1;
6833               reverse_code = 0;
6834             }
6835
6836           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
6837           if (earliest)
6838             *earliest = prev;
6839         }
6840     }
6841
6842   /* If constant is first, put it last.  */
6843   if (CONSTANT_P (op0))
6844     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
6845
6846   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
6847      was really being compared, so fail.  */
6848   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
6849     return 0;
6850
6851   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
6852      if we can do computations in the relevant mode and we do not
6853      overflow.  */
6854
6855   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
6856       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
6857       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6858     {
6859       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
6860       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
6861       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
6862         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
6863
6864       switch (code)
6865         {
6866         case LE:
6867           if (const_val != max_val >> 1)
6868             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
6869           break;
6870
6871         case GE:
6872           if (const_val
6873               != (((HOST_WIDE_INT) 1
6874                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
6875             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
6876           break;
6877
6878         case LEU:
6879           if (uconst_val != max_val)
6880             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
6881           break;
6882
6883         case GEU:
6884           if (uconst_val != 0)
6885             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
6886           break;
6887         }
6888     }
6889
6890   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
6891      EQ or NE, return zero.  */
6892   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
6893       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
6894       && ! flag_fast_math
6895       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
6896     return 0;
6897
6898 #ifdef HAVE_cc0
6899   /* Never return CC0; return zero instead.  */
6900   if (op0 == cc0_rtx)
6901     return 0;
6902 #endif
6903
6904   return gen_rtx (code, VOIDmode, op0, op1);
6905 }
6906
6907 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
6908    unless both operands are invariants.  */
6909
6910 rtx
6911 get_condition_for_loop (x)
6912      rtx x;
6913 {
6914   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
6915
6916   if (comparison == 0
6917       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
6918       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
6919     return comparison;
6920
6921   return gen_rtx (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
6922                   XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
6923 }