gcc/loop.c

   1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
   2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-98, 1999 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 "config.h"
  38 #include "system.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 #include "toplev.h"
  52
  53 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
  54    The luids are like uids but increase monotonically always.
  55    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
  56
  57 int *uid_luid;
  58
  59 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
  60    number the insn is contained in.  */
  61
  62 int *uid_loop_num;
  63
  64 /* 1 + largest uid of any insn.  */
  65
  66 int max_uid_for_loop;
  67
  68 /* 1 + luid of last insn.  */
  69
  70 static int max_luid;
  71
  72 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
  73    next few tables.  */
  74
  75 static int max_loop_num;
  76
  77 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
  78
  79 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
  80
  81 /* Likewise for the continue insn */
  82 static rtx *loop_number_loop_cont;
  83
  84 /* The first code_label that is reached in every loop iteration.
  85    0 when not computed yet, initially const0_rtx if a jump couldn't be
  86    followed.
  87    Also set to 0 when there is no such label before the NOTE_INSN_LOOP_CONT
  88    of this loop, or in verify_dominator, if a jump couldn't be followed.  */
  89 static rtx *loop_number_cont_dominator;
  90
  91 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
  92
  93 int *loop_outer_loop;
  94
  95 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
  96 /* Records whether resource in use by inner loop.  */
  97
  98 int *loop_used_count_register;
  99 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 100
 101 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
 102    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
 103
 104 static char *loop_invalid;
 105
 106 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
 107    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
 108    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
 109
 110    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
 111    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
 112    return, so the presense of a return does not affect any of the
 113    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
 114    instructions on this list.  */
 115
 116 rtx *loop_number_exit_labels;
 117
 118 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
 119    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
 120
 121 int *loop_number_exit_count;
 122
 123 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
 124
 125 static int loop_has_call;
 126
 127 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
 128    loop.  */
 129
 130 static int loop_has_volatile;
 131
 132 /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
 133
 134 static int loop_has_tablejump;
 135
 136 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
 137    current loop.  A continue statement will generate a branch to
 138    NEXT_INSN (loop_continue).  */
 139
 140 static rtx loop_continue;
 141
 142 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
 143    is set during the loop being scanned.
 144    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
 145    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
 146    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
 147    not known equal to a constant.
 148    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
 149    while the failed candidates have the original number of times set.
 150
 151    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
 152    < 0 a conditionally invariant one.  */
 153
 154 static varray_type set_in_loop;
 155
 156 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
 157    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
 158    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
 159
 160 static varray_type n_times_set;
 161
 162 /* Index by register number, 1 indicates that the register
 163    cannot be moved or strength reduced.  */
 164
 165 static varray_type may_not_optimize;
 166
 167 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
 168    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
 169
 170 static varray_type reg_single_usage;
 171
 172 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
 173    This reduces the desire to move it out of another.  */
 174
 175 static char *moved_once;
 176
 177 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
 178
 179 static rtx loop_store_mems;
 180
 181 /* The insn where the first of these was found.  */
 182 static rtx first_loop_store_insn;
 183
 184 typedef struct loop_mem_info {
 185   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
 186   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
 187   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
 188 } loop_mem_info;
 189
 190 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
 191    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
 192    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
 193    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
 194
 195 static loop_mem_info *loop_mems;
 196
 197 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
 198
 199 static int loop_mems_idx;
 200
 201 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
 202
 203 static int loop_mems_allocated;
 204
 205 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
 206    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
 207    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
 208
 209 static int unknown_address_altered;
 210
 211 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
 212 static int num_movables;
 213
 214 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
 215 static int num_mem_sets;
 216
 217 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
 218 static int loops_enclosed;
 219
 220 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
 221    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
 222 int max_reg_before_loop;
 223
 224 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
 225    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
 226    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
 227    that array.  */
 228
 229 static struct obstack temp_obstack;
 230
 231 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
 232
 233 extern struct obstack *rtl_obstack;
 234
 235 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
 236 #define obstack_chunk_free free
 237 \f
 238 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
 239    is made to record all the movable insns found.
 240    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
 241
 242 struct movable
 243 {
 244   rtx insn;                     /* A movable insn */
 245   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
 246   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
 247   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
 248                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
 249   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
 250                                    that must be moved with this one.  */
 251   int regno;                    /* The register it sets */
 252   short lifetime;               /* lifetime of that register;
 253                                    may be adjusted when matching movables
 254                                    that load the same value are found.  */
 255   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
 256                                    including other movables that force this
 257                                    or match this one.  */
 258   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
 259   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
 260   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
 261                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
 262                    that the reg is live outside the range from where it is set
 263                    to the following label.  */
 264   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
 265
 266   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
 267                                    In particular, moving it does not make it
 268                                    invariant.  */
 269   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
 270                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
 271   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
 272                                     first insn of a consecutive sets group.  */
 273   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
 274   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
 275                                    that we should avoid changing when clearing
 276                                    the rest of the reg.  */
 277   struct movable *match;        /* First entry for same value */
 278   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
 279   struct movable *next;
 280 };
 281
 282 static struct movable *the_movables;
 283
 284 FILE *loop_dump_stream;
 285
 286 /* Forward declarations.  */
 287
 288 static void verify_dominator PROTO((int));
 289 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
 290 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
 291 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx));
 292 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
 293 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
 294 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
 295 static void count_one_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
 296
 297 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
 298                                        int *, int));
 299 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
 300 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
 301 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, int, int));
 302 #if 0
 303 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
 304 #endif
 305 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
 306 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
 307 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
 308 static void force_movables PROTO((struct movable *));
 309 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
 310 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 311 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 312 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
 313 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
 314 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
 315 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx, rtx, int, int));
 316 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, varray_type));
 317 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
 318 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, rtx, rtx));
 319 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *, int, int));
 320 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx,
 321                                      unsigned HOST_WIDE_INT));
 322 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, rtx *, rtx, rtx));
 323 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
 324 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **));
 325 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
 326 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
 327 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
 328 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx, struct loop_info *));
 329 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
 330 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
 331 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
 332 struct recombine_givs_stats;
 333 static int find_life_end PROTO((rtx, struct recombine_givs_stats *, rtx, rtx));
 334 static void recombine_givs PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int));
 335 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
 336 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
 337 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
 338 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
 339 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
 340 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
 341 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 342 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
 343                                                        rtx, int *));
 344 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 345 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 346 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 347 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
 348
 349 typedef struct rtx_and_int {
 350   rtx r;
 351   int i;
 352 } rtx_and_int;
 353
 354 typedef struct rtx_pair {
 355   rtx r1;
 356   rtx r2;
 357 } rtx_pair;
 358
 359 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
 360 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
 361   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
 362    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
 363    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
 364
 365 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 366 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
 367 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
 368
 369 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
 370 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
 371 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 372
 373 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
 374 int indirect_jump_in_function = 0;
 375 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
 376
 377 static int compute_luids PROTO((rtx, rtx, int));
 378
 379 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PROTO((struct induction *,
 380                                                    struct induction *, rtx));
 381 \f
 382 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
 383 static int add_cost;
 384 #if 0
 385 static int shift_cost;
 386 static int mult_cost;
 387 #endif
 388
 389 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
 390    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
 391 static int copy_cost;
 392
 393 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
 394 static int reg_address_cost;
 395
 396
 397 void
 398 init_loop ()
 399 {
 400   char *free_point = (char *) oballoc (1);
 401   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
 402
 403   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
 404
 405 #ifdef ADDRESS_COST
 406   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
 407 #else
 408   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
 409 #endif
 410
 411   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
 412      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
 413      will be far less than the cost of an add.  */
 414
 415   copy_cost = 2 * 2;
 416
 417   /* Free the objects we just allocated.  */
 418   obfree (free_point);
 419
 420   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
 421   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
 422 }
 423 \f
 424 /* Compute the mapping from uids to luids.
 425    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
 426    except that luids increase monotonically through the code.
 427    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
 428    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
 429 static int
 430 compute_luids (start, end, prev_luid)
 431      rtx start, end;
 432      int prev_luid;
 433 {
 434   int i;
 435   rtx insn;
 436
 437   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
 438     {
 439       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
 440         continue;
 441       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
 442          luids between two insns is not affected by -g.  */
 443       if (GET_CODE (insn) != NOTE
 444           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
 445         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
 446       else
 447         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
 448         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
 449     }
 450   return i + 1;
 451 }
 452 \f
 453 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
 454    on the current function.  F is the first insn of the function
 455    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
 456    (or 0 if none should be output).  */
 457
 458 void
 459 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
 460      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
 461      rtx f;
 462      FILE *dumpfile;
 463      int unroll_p, bct_p;
 464 {
 465   register rtx insn;
 466   register int i;
 467
 468   loop_dump_stream = dumpfile;
 469
 470   init_recog_no_volatile ();
 471
 472   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
 473
 474   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
 475   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
 476
 477   regs_may_share = 0;
 478
 479   /* Count the number of loops.  */
 480
 481   max_loop_num = 0;
 482   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
 483     {
 484       if (GET_CODE (insn) == NOTE
 485           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
 486         max_loop_num++;
 487     }
 488
 489   /* Don't waste time if no loops.  */
 490   if (max_loop_num == 0)
 491     return;
 492
 493   /* Get size to use for tables indexed by uids.
 494      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
 495   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
 496
 497   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 498   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 499
 500   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 501   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 502
 503   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
 504      not be zeroed.  */
 505   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 506   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 507   loop_number_loop_cont = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 508   loop_number_cont_dominator = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 509   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 510   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
 511   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 512   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 513
 514 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 515   /* Allocate for BCT optimization */
 516   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 517   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
 518 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 519
 520   /* Find and process each loop.
 521      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
 522   find_and_verify_loops (f);
 523
 524   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
 525      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
 526      function.  */
 527   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
 528
 529   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
 530      will have entries in the register tables.
 531
 532      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
 533      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
 534   init_alias_analysis ();
 535
 536   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
 537      one more that the maximum uid of all insn.  */
 538   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
 539     abort ();
 540   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
 541   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
 542
 543   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it might
 544      have rearranged code afterwards, so we need to recompute the luids now.  */
 545   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
 546
 547   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
 548      deleted.  It is possible that the first or last insn
 549      using some register has been deleted by cross-jumping.
 550      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
 551      points to the general area where that insn used to be.  */
 552   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 553     {
 554       uid_luid[0] = uid_luid[i];
 555       if (uid_luid[0] != 0)
 556         break;
 557     }
 558   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 559     if (uid_luid[i] == 0)
 560       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
 561
 562   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
 563   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 564     find_loop_tree_blocks ();
 565
 566   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
 567      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
 568   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
 569
 570   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
 571      before outer ones.  */
 572   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
 573     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
 574       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
 575                  loop_number_loop_cont[i], unroll_p, bct_p);
 576
 577   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
 578      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
 579      to one mapping will remain.  */
 580   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 581     unroll_block_trees ();
 582
 583   end_alias_analysis ();
 584 }
 585 \f
 586 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
 587    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
 588    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
 589    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
 590    bottom.  */
 591
 592 static rtx
 593 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
 594      rtx insn;
 595      rtx start;
 596      rtx end;
 597      rtx loop_top;
 598 {
 599   insn = NEXT_INSN (insn);
 600
 601   if (insn == end)
 602     {
 603       if (loop_top)
 604         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
 605         insn = loop_top;
 606       else
 607         /* We're done.  */
 608         insn = NULL_RTX;
 609     }
 610
 611   if (insn == start)
 612     /* We're done.  */
 613     insn = NULL_RTX;
 614
 615   return insn;
 616 }
 617
 618 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
 619    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
 620    NOTE_INSN_LOOP_END.
 621    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
 622
 623 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
 624    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
 625    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
 626    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
 627    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
 628
 629 static void
 630 scan_loop (loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
 631      rtx loop_start, end, loop_cont;
 632      int unroll_p, bct_p;
 633 {
 634   register int i;
 635   rtx p;
 636   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
 637   int maybe_never = 0;
 638   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
 639      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
 640   int call_passed = 0;
 641   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
 642      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
 643   rtx loop_top = 0;
 644   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
 645   rtx loop_entry_jump = 0;
 646   /* Place in the loop where control enters.  */
 647   rtx scan_start;
 648   /* Number of insns in the loop.  */
 649   int insn_count;
 650   int in_libcall = 0;
 651   int tem;
 652   rtx temp;
 653   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
 654   rtx set, set1;
 655   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
 656   struct movable *movables = 0;
 657   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
 658   struct movable *last_movable = 0;
 659   /* Ratio of extra register life span we can justify
 660      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
 661      since in that case saving an insn makes more difference
 662      and more registers are available.  */
 663   int threshold;
 664   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
 665   int loop_depth = 0;
 666   int nregs;
 667
 668   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
 669      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
 670      that is too complex to duplicate in front of the loop.
 671
 672      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
 673      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
 674      (because we might have a loop executed only once that contains a
 675      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
 676      (in case we have a degenerate loop).
 677
 678      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
 679      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
 680      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
 681      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
 682      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
 683
 684   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
 685        p != end
 686          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
 687          && (GET_CODE (p) != NOTE
 688              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
 689                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
 690        p = NEXT_INSN (p))
 691     ;
 692
 693   scan_start = p;
 694
 695   /* Set up variables describing this loop.  */
 696   prescan_loop (loop_start, end);
 697   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
 698
 699   /* If loop has a jump before the first label,
 700      the true entry is the target of that jump.
 701      Start scan from there.
 702      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
 703      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
 704   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
 705     {
 706       loop_entry_jump = p;
 707
 708       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
 709       if (simplejump_p (p)
 710           && JUMP_LABEL (p) != 0
 711           /* Check to see whether the jump actually
 712              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
 713              This case can happen for things like
 714              do {..} while (0).  If this label was generated previously
 715              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
 716              the loop.  */
 717           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
 718         {
 719           loop_top = next_label (scan_start);
 720           scan_start = JUMP_LABEL (p);
 721         }
 722     }
 723
 724   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
 725      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
 726      test may never be true, but it's best to play it safe.)
 727
 728      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
 729      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
 730      test above.  */
 731
 732   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
 733       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
 734     {
 735       if (loop_dump_stream)
 736         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
 737                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
 738       return;
 739     }
 740
 741   /* Count number of times each reg is set during this loop.
 742      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
 743      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
 744
 745   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
 746      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
 747      that even after the moving of movables creates some new registers
 748      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
 749      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
 750   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
 751   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
 752   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
 753   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
 754   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
 755
 756   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
 757                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
 758
 759   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
 760     {
 761       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 762       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
 763     }
 764
 765 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
 766   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
 767      create CCmode register copies.  */
 768   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
 769     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
 770       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 771 #endif
 772
 773   bcopy ((char *) &set_in_loop->data,
 774          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
 775
 776   if (loop_dump_stream)
 777     {
 778       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
 779                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
 780       if (loop_continue)
 781         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
 782                  INSN_UID (loop_continue));
 783     }
 784
 785   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
 786      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
 787      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
 788      We consider whether subsequent insns use the reg
 789      in deciding whether it is worth actually moving.
 790
 791      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
 792      and therefore it is possible that the insns we are scanning
 793      would never be executed.  At such times, we must make sure
 794      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
 795      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
 796      so that is not a problem.  */
 797
 798   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
 799        p != NULL_RTX;
 800        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
 801     {
 802       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 803           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
 804         in_libcall = 1;
 805       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 806                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 807         in_libcall = 0;
 808
 809       if (GET_CODE (p) == INSN
 810           && (set = single_set (p))
 811           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
 812           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
 813         {
 814           int tem1 = 0;
 815           int tem2 = 0;
 816           int move_insn = 0;
 817           rtx src = SET_SRC (set);
 818           rtx dependencies = 0;
 819
 820           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
 821              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
 822              specified, use it as the source and mark that we should move
 823              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
 824              insn.
 825
 826              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
 827              is present.  */
 828           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 829           if (temp)
 830             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 831           else
 832             {
 833               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 834               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 835                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 836               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 837                 {
 838                   src = XEXP (temp, 0);
 839                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
 840                      the equivalent expression.  To move the libcall,
 841                      we must move those regs too.  */
 842                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
 843                 }
 844             }
 845
 846           /* Don't try to optimize a register that was made
 847              by loop-optimization for an inner loop.
 848              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
 849           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
 850             ;
 851           else if (/* The register is used in basic blocks other
 852                       than the one where it is set (meaning that
 853                       something after this point in the loop might
 854                       depend on its value before the set).  */
 855                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
 856                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
 857                       the loop starts, or the value before the set is
 858                       needed before the set occurs...
 859
 860                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
 861                       by the fact that the previous test will often fail for
 862                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
 863                       each time for register usage, we should build tables
 864                       of the register usage and use them here instead.  */
 865                    && (maybe_never
 866                        || loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
 867                                                   scan_start, end)))
 868             /* It is unsafe to move the set.
 869
 870                This code used to consider it OK to move a set of a variable
 871                which was not created by the user and not used in an exit test.
 872                That behavior is incorrect and was removed.  */
 873             ;
 874           else if ((tem = invariant_p (src))
 875                    && (dependencies == 0
 876                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
 877                    && (VARRAY_INT (set_in_loop,
 878                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
 879                        || (tem1
 880                            = consec_sets_invariant_p
 881                            (SET_DEST (set),
 882                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
 883                             p)))
 884                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
 885                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
 886                       once loop is entered.  Even a function call might
 887                       prevent the trap insn from being reached
 888                       (since it might exit!)  */
 889                    && ! ((maybe_never || call_passed)
 890                          && may_trap_p (src)))
 891             {
 892               register struct movable *m;
 893               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
 894
 895               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
 896                  can be combined as long as they are both in the loop, but
 897                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
 898                  this can lose.  The most common case of this is the address
 899                  of a function being called.
 900
 901                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
 902                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
 903                  we can replace the usage of this register with the source
 904                  of this SET.  If we can, delete this insn.
 905
 906                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
 907                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
 908
 909               if (loop_has_call
 910                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
 911                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
 912                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
 913                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
 914                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
 915                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
 916                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
 917                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
 918                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
 919                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
 920                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
 921                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
 922                      a call-clobbered register and the life of REGNO
 923                      might span a call.  */
 924                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
 925                                            VARRAY_RTX
 926                                            (reg_single_usage, regno))
 927                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 928                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
 929                                            VARRAY_RTX
 930                                            (reg_single_usage, regno)))
 931                 {
 932                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
 933                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
 934                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
 935                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 936                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
 937                                               (reg_single_usage, regno)),
 938                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
 939
 940                   PUT_CODE (p, NOTE);
 941                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
 942                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
 943                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
 944                   continue;
 945                 }
 946
 947               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
 948               m->next = 0;
 949               m->insn = p;
 950               m->set_src = src;
 951               m->dependencies = dependencies;
 952               m->set_dest = SET_DEST (set);
 953               m->force = 0;
 954               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop,
 955                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
 956               m->done = 0;
 957               m->forces = 0;
 958               m->partial = 0;
 959               m->move_insn = move_insn;
 960               m->move_insn_first = 0;
 961               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
 962               m->savemode = VOIDmode;
 963               m->regno = regno;
 964               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
 965                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
 966               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
 967               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] > INSN_LUID (end)
 968                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
 969               m->match = 0;
 970               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
 971                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
 972               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
 973               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 974                 m->savings += libcall_benefit (p);
 975               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
 976               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
 977               if (movables == 0)
 978                 movables = m;
 979               else
 980                 last_movable->next = m;
 981               last_movable = m;
 982
 983               if (m->consec > 0)
 984                 {
 985                   /* It is possible for the first instruction to have a
 986                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
 987                      remember the status of the first instruction in case
 988                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
 989                   m->move_insn_first = m->move_insn;
 990
 991                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
 992                   p = next_nonnote_insn (p);
 993                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
 994                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
 995                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
 996                   p = prev_nonnote_insn (p);
 997
 998                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
 999                      m->set_src to correspond to the effects of all the
1000                      insns.  */
1001                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1002                   if (temp)
1003                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1004                   else
1005                     {
1006                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1007                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1008                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1009                       else
1010                         m->move_insn = 0;
1011
1012                     }
1013                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1014                 }
1015             }
1016           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1017              or set to zero, then its high bytes are constant.
1018              So clear them outside the loop and within the loop
1019              just load the low bytes.
1020              We must check that the machine has an instruction to do so.
1021              Also, if the value loaded into the register
1022              depends on the same register, this cannot be done.  */
1023           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1024                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
1025                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1026                    && GET_CODE (set1) == SET
1027                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1028                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1029                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1030                        == SET_DEST (set))
1031                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1032             {
1033               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1034               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
1035                 {
1036                   register struct movable *m;
1037                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1038                   m->next = 0;
1039                   m->insn = p;
1040                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1041                   m->dependencies = 0;
1042                   m->force = 0;
1043                   m->consec = 0;
1044                   m->done = 0;
1045                   m->forces = 0;
1046                   m->move_insn = 0;
1047                   m->move_insn_first = 0;
1048                   m->partial = 1;
1049                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1050                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1051                      Not even if the reg is used only within this loop.
1052                      Consider this:
1053                      while (1)
1054                        while (s != t) {
1055                          if (foo ()) x = *s;
1056                          use (x);
1057                        }
1058                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1059                      being saved from the last time around the outer loop.
1060                      However, if the reg is not used outside this loop
1061                      and all uses of the register are in the same
1062                      basic block as the store, there is no problem.
1063
1064                      If this insn was made by loop, we don't know its
1065                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1066                      assumption.  */
1067                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1068                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1069                                    > INSN_LUID (end))
1070                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1071                                    < INSN_LUID (p))
1072                                || (labels_in_range_p
1073                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1074                   if (maybe_never && m->global)
1075                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1076                   else
1077                     m->savemode = VOIDmode;
1078                   m->regno = regno;
1079                   m->cond = 0;
1080                   m->match = 0;
1081                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1082                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1083                   m->savings = 1;
1084                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1085                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1086                   if (movables == 0)
1087                     movables = m;
1088                   else
1089                     last_movable->next = m;
1090                   last_movable = m;
1091                 }
1092             }
1093         }
1094       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1095          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1096          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1097          so they don't count.  */
1098       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1099         call_passed = 1;
1100       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1101          can't count on whether or how many times they will be
1102          executed during each iteration.  Therefore, we can
1103          only move out sets of trivial variables
1104          (those not used after the loop).  */
1105       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1106       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1107                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1108                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1109                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1110                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1111                   followed a by barrier then loop end.  */
1112                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
1113                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
1114                      && simplejump_p (p)))
1115         maybe_never = 1;
1116       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1117         {
1118           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1119              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1120              code has been duplicated.  */
1121           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1122             maybe_never = call_passed = 0;
1123           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1124             loop_depth++;
1125           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1126             loop_depth--;
1127         }
1128     }
1129
1130   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1131
1132   ignore_some_movables (movables);
1133
1134   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1135      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1136      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1137      since the second can be moved only if the first is.  */
1138
1139   force_movables (movables);
1140
1141   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1142      If there are, make all but the first point at the first one
1143      through the `match' field, and add the priorities of them
1144      all together as the priority of the first.  */
1145
1146   combine_movables (movables, nregs);
1147
1148   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1149      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1150
1151      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1152      optimizing for code size.  */
1153
1154   if (! optimize_size)
1155     move_movables (movables, threshold,
1156                    insn_count, loop_start, end, nregs);
1157
1158   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1159      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1160   for (i = 0; i < nregs; i++)
1161     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1162       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1163
1164   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1165      hoist even more memory references.  */
1166   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1167                                        loop_start, &insn_count);
1168
1169   if (flag_strength_reduce)
1170     {
1171       the_movables = movables;
1172       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1173                        insn_count, loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p);
1174     }
1175
1176   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1177   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1178   VARRAY_FREE (n_times_set);
1179   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1180 }
1181 \f
1182 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1183    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1184
1185 void
1186 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1187      rtx in_this, not_in_this;
1188      rtx *output;
1189 {
1190   enum rtx_code code;
1191   char *fmt;
1192   int i;
1193
1194   code = GET_CODE (in_this);
1195
1196   switch (code)
1197     {
1198     case PC:
1199     case CC0:
1200     case CONST_INT:
1201     case CONST_DOUBLE:
1202     case CONST:
1203     case SYMBOL_REF:
1204     case LABEL_REF:
1205       return;
1206
1207     case REG:
1208       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1209           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1210         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1211       return;
1212
1213     default:
1214       break;
1215     }
1216
1217   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1218   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1219     {
1220       int j;
1221
1222       switch (fmt[i])
1223         {
1224         case 'E':
1225           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1226             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1227           break;
1228
1229         case 'e':
1230           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1231           break;
1232         }
1233     }
1234 }
1235 \f
1236 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1237    aside from those mentioned in the equivalent value.
1238    If there are none, return 0.
1239    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1240
1241 rtx
1242 libcall_other_reg (insn, equiv)
1243      rtx insn, equiv;
1244 {
1245   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1246   rtx p = XEXP (note, 0);
1247   rtx output = 0;
1248
1249   /* First, find all the regs used in the libcall block
1250      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1251
1252   while (p != insn)
1253     {
1254       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1255           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1256         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1257       p = NEXT_INSN (p);
1258     }
1259
1260   return output;
1261 }
1262 \f
1263 /* Return 1 if all uses of REG
1264    are between INSN and the end of the basic block.  */
1265
1266 static int
1267 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1268      rtx insn, reg;
1269 {
1270   int regno = REGNO (reg);
1271   rtx p;
1272
1273   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1274     return 0;
1275
1276   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1277   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1278     {
1279       switch (GET_CODE (p))
1280         {
1281         case NOTE:
1282           break;
1283
1284         case INSN:
1285         case CALL_INSN:
1286           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1287           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1288             return 1;
1289           break;
1290
1291         case JUMP_INSN:
1292           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1293           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1294             return 1;
1295           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1296           return 0;
1297
1298         case CODE_LABEL:
1299         case BARRIER:
1300           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1301           return 0;
1302
1303         default:
1304           break;
1305         }
1306     }
1307
1308   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1309   abort ();
1310 }
1311 \f
1312 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1313    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1314    value directly or can contain a library call.  */
1315
1316 static int
1317 libcall_benefit (last)
1318      rtx last;
1319 {
1320   rtx insn;
1321   int benefit = 0;
1322
1323   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1324        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1325     {
1326       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1327         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1328                                    routine.  */
1329       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1330                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1331                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1332         benefit++;
1333     }
1334
1335   return benefit;
1336 }
1337 \f
1338 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1339
1340 static rtx
1341 skip_consec_insns (insn, count)
1342      rtx insn;
1343      int count;
1344 {
1345   for (; count > 0; count--)
1346     {
1347       rtx temp;
1348
1349       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1350       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1351          be an insn here.  */
1352       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1353           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1354         insn = XEXP (temp, 0);
1355
1356       do insn = NEXT_INSN (insn);
1357       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1358     }
1359
1360   return insn;
1361 }
1362
1363 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1364    which is part of another movable.
1365    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1366    was made later and so appears later on the chain.  */
1367
1368 static void
1369 ignore_some_movables (movables)
1370      struct movable *movables;
1371 {
1372   register struct movable *m, *m1;
1373
1374   for (m = movables; m; m = m->next)
1375     {
1376       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1377       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1378       if (note)
1379         {
1380           rtx insn;
1381           /* Check for earlier movables inside that range,
1382              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1383              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1384              Rather than reject all such insns from movables, we just
1385              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1386              libcalls aren't that common).  */
1387           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1388             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1389               if (m1->insn == insn)
1390                 m1->done = 1;
1391         }
1392     }
1393 }
1394
1395 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1396    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1397    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1398    since the second can be moved only if the first is.  */
1399
1400 static void
1401 force_movables (movables)
1402      struct movable *movables;
1403 {
1404   register struct movable *m, *m1;
1405   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1406     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1407     if (!m1->partial && !m1->done)
1408       {
1409         int regno = m1->regno;
1410         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1411           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1412              register of M1 to be used after this insn?
1413              Since CSE does not update regno_last_uid,
1414              this insn M->insn might not be where it dies.
1415              But very likely this doesn't matter; what matters is
1416              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1417           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1418               && !m->done)
1419             break;
1420         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1421             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1422             && m->consec == 0)
1423           m = 0;
1424
1425         /* Increase the priority of the moving the first insn
1426            since it permits the second to be moved as well.  */
1427         if (m != 0)
1428           {
1429             m->forces = m1;
1430             m1->lifetime += m->lifetime;
1431             m1->savings += m->savings;
1432           }
1433       }
1434 }
1435 \f
1436 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1437    one register.  */
1438
1439 static void
1440 combine_movables (movables, nregs)
1441      struct movable *movables;
1442      int nregs;
1443 {
1444   register struct movable *m;
1445   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1446   enum machine_mode mode;
1447
1448   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1449      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1450   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1451
1452   for (m = movables; m; m = m->next)
1453     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1454       {
1455         register struct movable *m1;
1456         int regno = m->regno;
1457
1458         bzero (matched_regs, nregs);
1459         matched_regs[regno] = 1;
1460
1461         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1462            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1463         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1464           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1465               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1466               && !m1->global
1467               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1468               && !m1->partial
1469               && (matched_regs[m1->regno]
1470                   ||
1471                   (
1472                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1473                       same constant only if the modes are the same or
1474                       if both are integer modes with M wider or the same
1475                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1476                       safe, since the only case of differing destination
1477                       modes with equal sources is when both sources are
1478                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1479                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1480                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1481                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1482                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1483                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1484                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1485                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1486                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1487                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1488                                                 movables))))
1489               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1490                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1491             {
1492               m->lifetime += m1->lifetime;
1493               m->savings += m1->savings;
1494               m1->done = 1;
1495               m1->match = m;
1496               matched_regs[m1->regno] = 1;
1497             }
1498       }
1499
1500   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1501      This can be done for those not marked `global'
1502      provided their lives don't overlap.  */
1503
1504   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1505        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1506     {
1507       register struct movable *m0 = 0;
1508
1509       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1510          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1511       for (m = movables; m; m = m->next)
1512         if (m->partial && ! m->global
1513             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1514           {
1515             register struct movable *m1;
1516             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1517             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1518
1519             if (m0 == 0)
1520               {
1521                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1522                 m0 = m;
1523                   continue;
1524               }
1525
1526             /* Make sure they extend to the same mode.
1527                (Almost always true.)  */
1528             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1529                 continue;
1530
1531             /* We already have one: check for overlap with those
1532                already combined together.  */
1533             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1534               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1535                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1536                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1537                   goto overlap;
1538
1539             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1540             m0->lifetime += m->lifetime;
1541             m0->savings += m->savings;
1542             m->done = 1;
1543             m->match = m0;
1544
1545           overlap: ;
1546           }
1547     }
1548 }
1549 \f
1550 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1551
1552 static int
1553 regs_match_p (x, y, movables)
1554      rtx x, y;
1555      struct movable *movables;
1556 {
1557   int xn = REGNO (x);
1558   int yn = REGNO (y);
1559   struct movable *mx, *my;
1560
1561   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1562     if (mx->regno == xn)
1563       break;
1564
1565   for (my = movables; my; my = my->next)
1566     if (my->regno == yn)
1567       break;
1568
1569   return (mx && my
1570           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1571               || mx->match == my
1572               || mx == my->match));
1573 }
1574
1575 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1576    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1577
1578    If two registers are matching movables or a movable register and an
1579    equivalent constant, consider them equal.  */
1580
1581 static int
1582 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1583      rtx x, y;
1584      struct movable *movables;
1585 {
1586   register int i;
1587   register int j;
1588   register struct movable *m;
1589   register enum rtx_code code;
1590   register char *fmt;
1591
1592   if (x == y)
1593     return 1;
1594   if (x == 0 || y == 0)
1595     return 0;
1596
1597   code = GET_CODE (x);
1598
1599   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1600      equal.  */
1601   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1602       && CONSTANT_P (y))
1603     {
1604       for (m = movables; m; m = m->next)
1605         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1606             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1607           return 1;
1608     }
1609   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1610            && CONSTANT_P (x))
1611     {
1612       for (m = movables; m; m = m->next)
1613         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1614             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1615           return 1;
1616     }
1617
1618   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1619   if (code != GET_CODE (y))
1620     return 0;
1621
1622   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1623      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1624
1625   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1626     return 0;
1627
1628   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1629   if (code == REG)
1630     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1631
1632   if (code == LABEL_REF)
1633     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1634   if (code == SYMBOL_REF)
1635     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1636
1637   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1638      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1639
1640   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1641   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1642     {
1643       switch (fmt[i])
1644         {
1645         case 'w':
1646           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1647             return 0;
1648           break;
1649
1650         case 'i':
1651           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1652             return 0;
1653           break;
1654
1655         case 'E':
1656           /* Two vectors must have the same length.  */
1657           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1658             return 0;
1659
1660           /* And the corresponding elements must match.  */
1661           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1662             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1663               return 0;
1664           break;
1665
1666         case 'e':
1667           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1668             return 0;
1669           break;
1670
1671         case 's':
1672           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1673             return 0;
1674           break;
1675
1676         case 'u':
1677           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1678           break;
1679
1680         case '0':
1681           break;
1682
1683           /* It is believed that rtx's at this level will never
1684              contain anything but integers and other rtx's,
1685              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1686         default:
1687           abort ();
1688         }
1689     }
1690   return 1;
1691 }
1692 \f
1693 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1694   insns in INSNS which use thet reference.  */
1695
1696 static void
1697 add_label_notes (x, insns)
1698      rtx x;
1699      rtx insns;
1700 {
1701   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1702   int i, j;
1703   char *fmt;
1704   rtx insn;
1705
1706   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1707     {
1708       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1709          avoid flow generating (slighly) worse code.
1710
1711          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1712          mark_jump_label for additional information).  */
1713       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1714         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1715           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1716                                                 REG_NOTES (insn));
1717     }
1718
1719   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1720   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1721     {
1722       if (fmt[i] == 'e')
1723         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1724       else if (fmt[i] == 'E')
1725         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1726           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1727     }
1728 }
1729 \f
1730 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1731    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1732    other throughout.  */
1733
1734 static void
1735 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1736      struct movable *movables;
1737      int threshold;
1738      int insn_count;
1739      rtx loop_start;
1740      rtx end;
1741      int nregs;
1742 {
1743   rtx new_start = 0;
1744   register struct movable *m;
1745   register rtx p;
1746   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1747      when we move several insns that load the same value
1748      into different pseudo-registers.  */
1749   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1750   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1751
1752   bzero (already_moved, nregs);
1753   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1754
1755   num_movables = 0;
1756
1757   for (m = movables; m; m = m->next)
1758     {
1759       /* Describe this movable insn.  */
1760
1761       if (loop_dump_stream)
1762         {
1763           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1764                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1765           if (m->consec > 0)
1766             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1767           if (m->cond)
1768             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1769           if (m->force)
1770             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1771           if (m->global)
1772             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1773           if (m->done)
1774             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1775           if (m->move_insn)
1776             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1777           if (m->match)
1778             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1779                      INSN_UID (m->match->insn));
1780           if (m->forces)
1781             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1782                      INSN_UID (m->forces->insn));
1783         }
1784
1785       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1786       num_movables++;
1787
1788       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1789          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1790
1791       if (!m->done
1792           && (! m->cond
1793               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1794                   && (m->dependencies == 0
1795                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1796                   && (m->consec == 0
1797                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1798                                                        m->consec + 1,
1799                                                        m->insn))))
1800           && (! m->forces || m->forces->done))
1801         {
1802           register int regno;
1803           register rtx p;
1804           int savings = m->savings;
1805
1806           /* We have an insn that is safe to move.
1807              Compute its desirability.  */
1808
1809           p = m->insn;
1810           regno = m->regno;
1811
1812           if (loop_dump_stream)
1813             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1814
1815           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1816             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1817
1818           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1819              which is safe only if this one is moved too: that is,
1820              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1821
1822           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1823              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1824              If it's not desirable, it means the loop is so big
1825              that moving won't speed things up much,
1826              and it is liable to make register usage worse.  */
1827
1828           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1829              extra cost because something else was already moved.  */
1830
1831           if (already_moved[regno]
1832               || flag_move_all_movables
1833               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1834                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1835               || (m->forces && m->forces->done
1836                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1837             {
1838               int count;
1839               register struct movable *m1;
1840               rtx first;
1841
1842               /* Now move the insns that set the reg.  */
1843
1844               if (m->partial && m->match)
1845                 {
1846                   rtx newpat, i1;
1847                   rtx r1, r2;
1848                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1849                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1850                      And that reg is loaded with 0 directly,
1851                      since it has ->match == 0.  */
1852                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1853                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1854                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1855                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1856
1857                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1858                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1859                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1860                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1861                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1862                   regs_may_share
1863                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1864                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1865                                                             regs_may_share));
1866                   delete_insn (m->insn);
1867
1868                   if (new_start == 0)
1869                     new_start = i1;
1870
1871                   if (loop_dump_stream)
1872                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1873                 }
1874               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1875                  new move insn, first delete what we have and then emit
1876                  the move insn before the loop.  */
1877               else if (m->move_insn)
1878                 {
1879                   rtx i1, temp;
1880
1881                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1882                     {
1883                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1884                          skip to the end.  */
1885                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1886                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1887                         p = XEXP (temp, 0);
1888
1889                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1890                          delete every insn in the sequence except the last.
1891                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1892                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1893                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1894                         {
1895                           temp = XEXP (temp, 0);
1896                           while (temp != p)
1897                             temp = delete_insn (temp);
1898                         }
1899
1900                       temp = p;
1901                       p = delete_insn (p);
1902
1903                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1904                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1905                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1906                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1907                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1908                          insn stream.  */
1909                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1910                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1911                     }
1912
1913                   start_sequence ();
1914                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1915                   temp = get_insns ();
1916                   end_sequence ();
1917
1918                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1919
1920                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1921                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1922                     REG_NOTES (i1)
1923                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1924                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1925
1926                   if (loop_dump_stream)
1927                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1928
1929                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1930                   threshold -= 3;
1931                 }
1932               else
1933                 {
1934                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1935                     {
1936                       rtx i1, temp;
1937
1938                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1939                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
1940                          be an insn here.  */
1941                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1942                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1943                         p = XEXP (temp, 0);
1944
1945                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1946                          insns except the last before the loop.  The last
1947                          insn is handled in the normal manner.  */
1948                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1949                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1950                         {
1951                           rtx fn_address = 0;
1952                           rtx fn_reg = 0;
1953                           rtx fn_address_insn = 0;
1954
1955                           first = 0;
1956                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1957                                temp = NEXT_INSN (temp))
1958                             {
1959                               rtx body;
1960                               rtx n;
1961                               rtx next;
1962
1963                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1964                                 continue;
1965
1966                               body = PATTERN (temp);
1967
1968                               /* Find the next insn after TEMP,
1969                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1970                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1971                                    next = NEXT_INSN (next))
1972                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1973                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1974                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1975                                   break;
1976
1977                               /* If that is the call, this may be the insn
1978                                  that loads the function address.
1979
1980                                  Extract the function address from the insn
1981                                  that loads it into a register.
1982                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1983
1984                                  So emit a new move insn that copies the
1985                                  function address into the register that the
1986                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1987                                  redundant stores that we have created.  */
1988                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1989                                   && GET_CODE (body) == SET
1990                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1991                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1992                                                          NULL_RTX)))
1993                                 {
1994                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1995                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1996                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1997                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1998                                   fn_address_insn = temp;
1999                                 }
2000                               /* We have the call insn.
2001                                  If it uses the register we suspect it might,
2002                                  load it with the correct address directly.  */
2003                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
2004                                   && fn_address != 0
2005                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2006                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
2007                                                                 fn_address),
2008                                                  fn_address_insn);
2009
2010                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
2011                                 {
2012                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2013                                   /* Because the USAGE information potentially
2014                                      contains objects other than hard registers
2015                                      we need to copy it.  */
2016                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2017                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2018                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2019                                 }
2020                               else
2021                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2022                               if (first == 0)
2023                                 first = i1;
2024                               if (temp == fn_address_insn)
2025                                 fn_address_insn = i1;
2026                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2027                               delete_insn (temp);
2028                             }
2029                           if (new_start == 0)
2030                             new_start = first;
2031                         }
2032                       if (m->savemode != VOIDmode)
2033                         {
2034                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2035                              the bits that are not covered by the mode
2036                              m->savemode.  */
2037                           rtx reg = m->set_dest;
2038                           rtx sequence;
2039                           rtx tem;
2040
2041                           start_sequence ();
2042                           tem = expand_binop
2043                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2044                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2045                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2046                                       - 1),
2047                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2048                           if (tem == 0)
2049                             abort ();
2050                           if (tem != reg)
2051                             emit_move_insn (reg, tem);
2052                           sequence = gen_sequence ();
2053                           end_sequence ();
2054                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2055                         }
2056                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2057                         {
2058                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2059                           /* Because the USAGE information potentially
2060                              contains objects other than hard registers
2061                              we need to copy it.  */
2062                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2063                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2064                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2065                         }
2066                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2067                         {
2068                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2069                              use the REG_EQUAL note.  */
2070                           start_sequence ();
2071                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2072                           temp = get_insns ();
2073                           end_sequence ();
2074
2075                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2076
2077                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2078                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2079                             REG_NOTES (i1)
2080                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2081                                                     : REG_EQUAL),
2082                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2083                         }
2084                       else
2085                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2086
2087                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2088                         {
2089                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2090
2091                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2092                              is not loop invariant, then delete it, since it
2093                              may cause problems with later optimization passes.
2094                              It is possible for cse to create such notes
2095                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2096
2097                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2098                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2099                             remove_note (i1, temp);
2100                         }
2101
2102                       if (new_start == 0)
2103                         new_start = i1;
2104
2105                       if (loop_dump_stream)
2106                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2107                                  INSN_UID (i1));
2108
2109                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2110                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2111                          and REG_RETVAL on I1.  */
2112                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2113                         {
2114                           XEXP (temp, 0) = first;
2115                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2116                           XEXP (temp, 0) = i1;
2117                         }
2118
2119                       temp = p;
2120                       delete_insn (p);
2121                       p = NEXT_INSN (p);
2122
2123                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2124                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2125                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2126                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2127                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2128                          insn stream.  */
2129                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2130                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2131                     }
2132
2133                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2134                   threshold -= 3;
2135                 }
2136
2137               /* Any other movable that loads the same register
2138                  MUST be moved.  */
2139               already_moved[regno] = 1;
2140
2141               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2142               moved_once[regno] = 1;
2143
2144               /* The reg set here is now invariant.  */
2145               if (! m->partial)
2146                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2147
2148               m->done = 1;
2149
2150               /* Change the length-of-life info for the register
2151                  to say it lives at least the full length of this loop.
2152                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2153
2154               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2155                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2156                    We can't use the moved insn because it is out of range
2157                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2158                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2159               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2160                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2161
2162               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2163
2164               if (! m->partial)
2165                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2166                   if (m1->match == m)
2167                     {
2168                       rtx temp;
2169
2170                       /* Schedule the reg loaded by M1
2171                          for replacement so that shares the reg of M.
2172                          If the modes differ (only possible in restricted
2173                          circumstances, make a SUBREG.  */
2174                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2175                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2176                       else
2177                         reg_map[m1->regno]
2178                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2179                                                 m->set_dest);
2180
2181                       /* Get rid of the matching insn
2182                          and prevent further processing of it.  */
2183                       m1->done = 1;
2184
2185                       /* if library call, delete all insn except last, which
2186                          is deleted below */
2187                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2188                                                  NULL_RTX)))
2189                         {
2190                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2191                                temp = NEXT_INSN (temp))
2192                             delete_insn (temp);
2193                         }
2194                       delete_insn (m1->insn);
2195
2196                       /* Any other movable that loads the same register
2197                          MUST be moved.  */
2198                       already_moved[m1->regno] = 1;
2199
2200                       /* The reg merged here is now invariant,
2201                          if the reg it matches is invariant.  */
2202                       if (! m->partial)
2203                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2204                     }
2205             }
2206           else if (loop_dump_stream)
2207             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2208         }
2209       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2210         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2211
2212       if (loop_dump_stream)
2213         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2214     }
2215
2216   if (new_start == 0)
2217     new_start = loop_start;
2218
2219   /* Go through all the instructions in the loop, making
2220      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2221   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2222     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2223         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2224       {
2225         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2226         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2227         INSN_CODE (p) = -1;
2228       }
2229 }
2230 \f
2231 #if 0
2232 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2233    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2234
2235 static void
2236 replace_call_address (x, reg, addr)
2237      rtx x, reg, addr;
2238 {
2239   register enum rtx_code code;
2240   register int i;
2241   register char *fmt;
2242
2243   if (x == 0)
2244     return;
2245   code = GET_CODE (x);
2246   switch (code)
2247     {
2248     case PC:
2249     case CC0:
2250     case CONST_INT:
2251     case CONST_DOUBLE:
2252     case CONST:
2253     case SYMBOL_REF:
2254     case LABEL_REF:
2255     case REG:
2256       return;
2257
2258     case SET:
2259       /* Short cut for very common case.  */
2260       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2261       return;
2262
2263     case CALL:
2264       /* Short cut for very common case.  */
2265       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2266       return;
2267
2268     case MEM:
2269       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2270          something is wrong.  */
2271       if (XEXP (x, 0) != reg)
2272         abort ();
2273       XEXP (x, 0) = addr;
2274       return;
2275
2276     default:
2277       break;
2278     }
2279
2280   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2281   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2282     {
2283       if (fmt[i] == 'e')
2284         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2285       if (fmt[i] == 'E')
2286         {
2287           register int j;
2288           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2289             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2290         }
2291     }
2292 }
2293 #endif
2294 \f
2295 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2296    in the rtx X.  */
2297
2298 static int
2299 count_nonfixed_reads (x)
2300      rtx x;
2301 {
2302   register enum rtx_code code;
2303   register int i;
2304   register char *fmt;
2305   int value;
2306
2307   if (x == 0)
2308     return 0;
2309
2310   code = GET_CODE (x);
2311   switch (code)
2312     {
2313     case PC:
2314     case CC0:
2315     case CONST_INT:
2316     case CONST_DOUBLE:
2317     case CONST:
2318     case SYMBOL_REF:
2319     case LABEL_REF:
2320     case REG:
2321       return 0;
2322
2323     case MEM:
2324       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2325               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2326
2327     default:
2328       break;
2329     }
2330
2331   value = 0;
2332   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2333   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2334     {
2335       if (fmt[i] == 'e')
2336         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2337       if (fmt[i] == 'E')
2338         {
2339           register int j;
2340           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2341             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2342         }
2343     }
2344   return value;
2345 }
2346
2347 \f
2348 #if 0
2349 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2350    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2351    if the machine supports such an instruction,
2352    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2353
2354 static void
2355 constant_high_bytes (p, loop_start)
2356      rtx p, loop_start;
2357 {
2358   register rtx new;
2359   register int insn_code_number;
2360
2361   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2362      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2363
2364   new = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2365                      gen_rtx_STRICT_LOW_PART (VOIDmode,
2366                                               gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2367                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2368                                    0)),
2369                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2370   insn_code_number = recog (new, p);
2371
2372   if (insn_code_number)
2373     {
2374       register int i;
2375
2376       /* Clear destination register before the loop.  */
2377       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, SET_DEST (PATTERN (p)),
2378                                      const0_rtx),
2379                         loop_start);
2380
2381       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2382       PATTERN (p) = new;
2383     }
2384 }
2385 #endif
2386 \f
2387 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2388    `num_mem_sets', `loop_continue', `loops_enclosed', `loop_has_call',
2389    `loop_has_volatile', and `loop_has_tablejump'.
2390    Also, fill in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2391
2392 static void
2393 prescan_loop (start, end)
2394      rtx start, end;
2395 {
2396   register int level = 1;
2397   rtx insn;
2398   int loop_has_multiple_exit_targets = 0;
2399   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2400      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2401      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2402      might end up between the two.  */
2403   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2404   if (exit_target == NULL_RTX || GET_CODE (exit_target) != CODE_LABEL)
2405     loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2406
2407   unknown_address_altered = 0;
2408   loop_has_call = 0;
2409   loop_has_volatile = 0;
2410   loop_has_tablejump = 0;
2411   loop_store_mems = NULL_RTX;
2412   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2413   loop_mems_idx = 0;
2414
2415   num_mem_sets = 0;
2416   loops_enclosed = 1;
2417   loop_continue = 0;
2418
2419   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2420        insn = NEXT_INSN (insn))
2421     {
2422       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2423         {
2424           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2425             {
2426               ++level;
2427               /* Count number of loops contained in this one.  */
2428               loops_enclosed++;
2429             }
2430           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2431             {
2432               --level;
2433               if (level == 0)
2434                 {
2435                   end = insn;
2436                   break;
2437                 }
2438             }
2439           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2440             {
2441               if (level == 1)
2442                 loop_continue = insn;
2443             }
2444         }
2445       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2446         {
2447           if (! CONST_CALL_P (insn))
2448             unknown_address_altered = 1;
2449           loop_has_call = 1;
2450         }
2451       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2452         {
2453           rtx label1 = NULL_RTX;
2454           rtx label2 = NULL_RTX;
2455
2456           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2457             loop_has_volatile = 1;
2458
2459           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2460               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2461                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2462             loop_has_tablejump = 1;
2463
2464           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2465           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2466             first_loop_store_insn = insn;
2467
2468           if (! loop_has_multiple_exit_targets
2469               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2470               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2471               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2472             {
2473               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2474                 {
2475                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2476                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2477                 }
2478               else
2479                 {
2480                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2481                 }
2482
2483               do {
2484                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2485                   {
2486                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2487                       {
2488                         /* Something tricky.  */
2489                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2490                         break;
2491                       }
2492                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2493                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2494                       {
2495                         /* A jump outside the current loop.  */
2496                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2497                         break;
2498                       }
2499                   }
2500
2501                 label1 = label2;
2502                 label2 = NULL_RTX;
2503               } while (label1);
2504             }
2505         }
2506       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2507         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2508     }
2509
2510   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2511   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2512       !unknown_address_altered
2513       /* An exception thrown by a called function might land us
2514          anywhere.  */
2515       && !loop_has_call
2516       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2517          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2518          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2519          require actual function calls.  */
2520       && !current_function_calls_alloca
2521       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2522          end.  */
2523       && !loop_has_multiple_exit_targets)
2524     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2525          insn = NEXT_INSN (insn))
2526       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2527 }
2528 \f
2529 /* LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2530    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2531    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2532    and what we have so far as LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR that has a
2533    target between LOOP_DOMINATOR and the continue note, move
2534    LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2535    destination cannot be determined, clear LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2536
2537 static void
2538 verify_dominator (loop_number)
2539      int loop_number;
2540 {
2541   rtx insn;
2542
2543   if (! loop_number_cont_dominator[loop_number])
2544     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2545        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2546     return;
2547   if (loop_number_cont_dominator[loop_number] == const0_rtx)
2548     {
2549       loop_number_cont_dominator[loop_number] = 0;
2550       return;
2551     }
2552   for (insn = loop_number_loop_starts[loop_number];
2553        insn != loop_number_cont_dominator[loop_number];
2554        insn = NEXT_INSN (insn))
2555     {
2556       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2557           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2558         {
2559           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2560           int label_luid = INSN_LUID (label);
2561
2562           if (! condjump_p (insn)
2563               && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2564             {
2565               loop_number_cont_dominator[loop_number] = NULL_RTX;
2566               return;
2567             }
2568           if (label_luid < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[loop_number])
2569               && (label_luid
2570                   > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator[loop_number])))
2571             loop_number_cont_dominator[loop_number] = label;
2572         }
2573     }
2574 }
2575
2576 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2577    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2578    to from outside the loop.  */
2579
2580 static void
2581 find_and_verify_loops (f)
2582      rtx f;
2583 {
2584   rtx insn, label;
2585   int current_loop = -1;
2586   int next_loop = -1;
2587   int loop;
2588
2589   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2590
2591   /* If there are jumps to undefined labels,
2592      treat them as jumps out of any/all loops.
2593      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2594   uid_loop_num[0] = -1;
2595
2596   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2597      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2598
2599   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2600     {
2601       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2602         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2603           {
2604           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2605             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2606             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2607             loop_number_loop_cont[next_loop] = 0;
2608             loop_number_cont_dominator[next_loop] = 0;
2609             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2610             loop_invalid[next_loop] = 0;
2611             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2612             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2613             current_loop = next_loop;
2614             break;
2615
2616           case NOTE_INSN_SETJMP:
2617             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2618                enclosing loop.  */
2619             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2620               {
2621                 loop_invalid[loop] = 1;
2622                 if (loop_dump_stream)
2623                   fprintf (loop_dump_stream,
2624                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2625                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2626               }
2627             break;
2628
2629           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2630             loop_number_loop_cont[current_loop] = insn;
2631             break;
2632           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2633             if (current_loop == -1)
2634               abort ();
2635
2636             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2637             verify_dominator (current_loop);
2638             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2639             break;
2640
2641           default:
2642             break;
2643           }
2644       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2645          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop_number_loop_dominator.  */
2646       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2647                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2648                && current_loop >= 0)
2649         {
2650           int this_loop;
2651           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2652
2653           if (! condjump_p (insn) && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2654             label = NULL_RTX;
2655
2656           this_loop = current_loop;
2657           do
2658             {
2659               /* First see if we care about this loop.  */
2660               if (loop_number_loop_cont[this_loop]
2661                   && loop_number_cont_dominator[this_loop] != const0_rtx)
2662                 {
2663                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2664                      loop_number_const_dominator.  */
2665                   if (! label)
2666                     loop_number_cont_dominator[this_loop] = const0_rtx;
2667                   else
2668                     /* Check if the destination is between loop start and
2669                        cont.  */
2670                     if ((INSN_LUID (label)
2671                          < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[this_loop]))
2672                         && (INSN_LUID (label)
2673                             > INSN_LUID (loop_number_loop_starts[this_loop]))
2674                         /* And if there is no later destination already
2675                            recorded.  */
2676                         && (! loop_number_cont_dominator[this_loop]
2677                             || (INSN_LUID (label)
2678                                 > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator
2679                                              [this_loop]))))
2680                       loop_number_cont_dominator[this_loop] = label;
2681                 }
2682               this_loop = loop_outer_loop[this_loop];
2683             }
2684           while (this_loop >= 0);
2685         }
2686
2687       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2688          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2689       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2690     }
2691
2692   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2693      because it can be jumped into from anywhere.  */
2694
2695   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2696     {
2697       int loop_num;
2698
2699       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2700            loop_num != -1;
2701            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2702         loop_invalid[loop_num] = 1;
2703     }
2704
2705   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2706      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2707
2708   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2709     {
2710       int loop_num;
2711
2712       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2713            loop_num != -1;
2714            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2715         loop_invalid[loop_num] = 1;
2716     }
2717
2718   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2719      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2720      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2721      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2722      anywhere.
2723
2724      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2725      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
2726      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2727      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2728      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2729      possible second cse pass.  */
2730
2731   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2732     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2733       {
2734         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2735
2736         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2737           {
2738             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2739             if (note)
2740               {
2741                 int loop_num;
2742
2743                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2744                      loop_num != -1;
2745                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2746                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2747               }
2748           }
2749
2750         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2751           continue;
2752
2753         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2754
2755         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2756         if (this_loop_num != -1
2757             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2758                 || (simplejump_p (insn)
2759                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2760                         != this_loop_num)))
2761             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2762           {
2763             rtx p;
2764             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2765             int dest_loop;
2766             int outer_loop = -1;
2767
2768             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2769                or a JUMP_INSN.  */
2770             for (p = PREV_INSN (insn);
2771                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2772                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2773                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2774                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2775                  p = PREV_INSN (p))
2776               ;
2777
2778             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2779                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2780
2781             if (JUMP_LABEL (insn))
2782               {
2783                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2784                 if (dest_loop != -1)
2785                   {
2786                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2787                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2788                       if (outer_loop == this_loop_num)
2789                         break;
2790                   }
2791               }
2792
2793             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2794
2795             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2796                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2797               outer_loop = this_loop_num;
2798
2799             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2800                we have a block of code to try to move.
2801
2802                We look backward and then forward from the target of INSN
2803                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2804                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2805                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2806                and move the block of code to the spot we found.  */
2807
2808             if (outer_loop == -1
2809                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2810                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2811                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2812                    These always indicate compilation errors.  */
2813                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2814                 && condjump_p (p)
2815                 && ! simplejump_p (p)
2816                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2817               {
2818                 rtx target
2819                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2820                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2821                 rtx loc;
2822
2823                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2824                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2825                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2826                     break;
2827
2828                 if (loc == 0)
2829                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2830                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2831                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2832                       break;
2833
2834                 if (loc)
2835                   {
2836                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2837                     rtx new_label = get_label_after (p);
2838
2839                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2840                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2841
2842                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2843                        we can invert P.  */
2844                    if (invert_jump (p, new_label))
2845                      {
2846                        rtx q, r;
2847
2848                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2849                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2850                           path, we'll need to insert an jump around our block
2851                           and a add a BARRIER before TARGET.
2852
2853                           This creates an extra unconditional jump outside
2854                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2855                           executed instructions from inside the loop usually
2856                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2857                           outside the loop.  */
2858                        if (loc == 0)
2859                          {
2860                            rtx temp;
2861
2862                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2863                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2864                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2865                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2866                            loc = emit_barrier_before (target);
2867                          }
2868
2869                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2870                           block after LOC.  */
2871                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2872                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2873
2874                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2875                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2876                             q = NEXT_INSN (q))
2877                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2878
2879                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2880                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2881                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2882                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2883                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2884                        if (JUMP_LABEL (insn))
2885                          {
2886                            int loop_num;
2887
2888                            for (q = 0,
2889                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2890                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2891                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2892                                {
2893                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2894                                  if (q)
2895                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2896                                  else
2897                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2898                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2899                                  break;
2900                                }
2901
2902                            for (loop_num = this_loop_num;
2903                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2904                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2905                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2906
2907                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2908                            if (! r)
2909                              abort ();
2910                          }
2911
2912                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2913                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2914                           The easiest way to do this is to just call
2915                           mark_loop_jump again for P.  */
2916                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2917
2918                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2919                           delete INSN.  */
2920                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2921                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2922                                == next_real_insn (insn)))
2923                          delete_insn (insn);
2924                      }
2925
2926                     /* Continue the loop after where the conditional
2927                        branch used to jump, since the only branch insn
2928                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2929                        branch and hence needs no processing.  */
2930                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2931
2932                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2933                       delete_insn (cond_label);
2934
2935                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2936                     insn = PREV_INSN (insn);
2937                   }
2938               }
2939           }
2940       }
2941 }
2942
2943 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2944    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2945
2946    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2947
2948 static void
2949 mark_loop_jump (x, loop_num)
2950      rtx x;
2951      int loop_num;
2952 {
2953   int dest_loop;
2954   int outer_loop;
2955   int i;
2956
2957   switch (GET_CODE (x))
2958     {
2959     case PC:
2960     case USE:
2961     case CLOBBER:
2962     case REG:
2963     case MEM:
2964     case CONST_INT:
2965     case CONST_DOUBLE:
2966     case RETURN:
2967       return;
2968
2969     case CONST:
2970       /* There could be a label reference in here.  */
2971       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2972       return;
2973
2974     case PLUS:
2975     case MINUS:
2976     case MULT:
2977       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2978       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2979       return;
2980
2981     case LO_SUM:
2982       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
2983       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2984       return;
2985
2986     case SIGN_EXTEND:
2987     case ZERO_EXTEND:
2988       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2989       return;
2990
2991     case LABEL_REF:
2992       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2993
2994       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2995          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2996          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2997          false.  */
2998
2999       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3000          since this does not count as a loop exit.  */
3001       if (dest_loop != -1)
3002         {
3003           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
3004                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3005             if (outer_loop == loop_num)
3006               break;
3007         }
3008       else
3009         outer_loop = -1;
3010
3011       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
3012         {
3013           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3014           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
3015           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
3016
3017           for (outer_loop = loop_num;
3018                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
3019                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3020             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
3021         }
3022
3023       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3024          by it, it invalidates at least one loop.  */
3025
3026       if (dest_loop == -1)
3027         return;
3028
3029       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3030          label, except those that also contain the jump insn.  */
3031
3032       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
3033         {
3034           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3035           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3036                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3037             if (dest_loop == outer_loop)
3038               return;
3039
3040           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3041           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
3042             fprintf (loop_dump_stream,
3043                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3044                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
3045
3046           loop_invalid[dest_loop] = 1;
3047         }
3048       return;
3049
3050     case SET:
3051       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3052       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3053         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
3054       return;
3055
3056     case IF_THEN_ELSE:
3057       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3058       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
3059       return;
3060
3061     case PARALLEL:
3062     case ADDR_VEC:
3063       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3064         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
3065       return;
3066
3067     case ADDR_DIFF_VEC:
3068       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3069         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
3070       return;
3071
3072     default:
3073       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3074          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3075          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3076          loop and any containing loops as invalid.  */
3077       if (loop_num != -1)
3078         {
3079           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3080                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3081             {
3082               if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[outer_loop])
3083                 fprintf (loop_dump_stream,
3084                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3085                          INSN_UID (loop_number_loop_starts[outer_loop]));
3086               loop_invalid[outer_loop] = 1;
3087             }
3088         }
3089       return;
3090     }
3091 }
3092 \f
3093 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3094    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3095    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3096    been previously created by loop.c).  */
3097
3098 static int
3099 labels_in_range_p (insn, end)
3100      rtx insn;
3101      int end;
3102 {
3103   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3104     {
3105       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3106         return 1;
3107       insn = NEXT_INSN (insn);
3108     }
3109
3110   return 0;
3111 }
3112
3113 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3114
3115 static void
3116 note_addr_stored (x, y)
3117      rtx x;
3118      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3119 {
3120   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3121     return;
3122
3123   /* Count number of memory writes.
3124      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3125   num_mem_sets++;
3126
3127   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3128   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3129     unknown_address_altered = 1;
3130
3131   if (unknown_address_altered)
3132     return;
3133
3134   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3135 }
3136 \f
3137 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3138
3139    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3140
3141    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3142    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3143    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3144
3145 int
3146 invariant_p (x)
3147      register rtx x;
3148 {
3149   register int i;
3150   register enum rtx_code code;
3151   register char *fmt;
3152   int conditional = 0;
3153   rtx mem_list_entry;
3154
3155   if (x == 0)
3156     return 1;
3157   code = GET_CODE (x);
3158   switch (code)
3159     {
3160     case CONST_INT:
3161     case CONST_DOUBLE:
3162     case SYMBOL_REF:
3163     case CONST:
3164       return 1;
3165
3166     case LABEL_REF:
3167       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3168          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3169          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3170          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3171          the address of this label into a register might get moved outside
3172          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3173
3174          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3175          labels.  */
3176       if (flag_unroll_loops)
3177         return 0;
3178       else
3179         return 1;
3180
3181     case PC:
3182     case CC0:
3183     case UNSPEC_VOLATILE:
3184       return 0;
3185
3186     case REG:
3187       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3188          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3189
3190       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3191            || x == arg_pointer_rtx)
3192           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3193         return 1;
3194
3195       if (loop_has_call
3196           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3197         return 0;
3198
3199       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3200         return 2;
3201
3202       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3203
3204     case MEM:
3205       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3206          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3207          will be rejected also.  */
3208       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3209         return 0;
3210
3211       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3212          invariant if their address is.  */
3213       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3214         break;
3215
3216       /* If we had a subroutine call, any location in memory could have been
3217          clobbered.  */
3218       if (unknown_address_altered)
3219         return 0;
3220
3221       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3222       mem_list_entry = loop_store_mems;
3223       while (mem_list_entry)
3224         {
3225           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3226                                x, rtx_varies_p))
3227             return 0;
3228           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3229         }
3230
3231       /* It's not invalidated by a store in memory
3232          but we must still verify the address is invariant.  */
3233       break;
3234
3235     case ASM_OPERANDS:
3236       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3237       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3238         return 0;
3239       break;
3240
3241     default:
3242       break;
3243     }
3244
3245   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3246   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3247     {
3248       if (fmt[i] == 'e')
3249         {
3250           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3251           if (tem == 0)
3252             return 0;
3253           if (tem == 2)
3254             conditional = 1;
3255         }
3256       else if (fmt[i] == 'E')
3257         {
3258           register int j;
3259           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3260             {
3261               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3262               if (tem == 0)
3263                 return 0;
3264               if (tem == 2)
3265                 conditional = 1;
3266             }
3267
3268         }
3269     }
3270
3271   return 1 + conditional;
3272 }
3273
3274 \f
3275 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3276    are INSN and the immediately following insns,
3277    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3278    (not counting uses of REG in them).
3279
3280    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3281
3282    We assume that INSN itself is the first set of REG
3283    and that its source is invariant.  */
3284
3285 static int
3286 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3287      int n_sets;
3288      rtx reg, insn;
3289 {
3290   register rtx p = insn;
3291   register int regno = REGNO (reg);
3292   rtx temp;
3293   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3294   int count = n_sets - 1;
3295   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3296   int value = 0;
3297   int this;
3298
3299   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3300   if (n_sets == 127)
3301     return 0;
3302
3303   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3304
3305   while (count > 0)
3306     {
3307       register enum rtx_code code;
3308       rtx set;
3309
3310       p = NEXT_INSN (p);
3311       code = GET_CODE (p);
3312
3313       /* If library call, skip to end of it.  */
3314       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3315         p = XEXP (temp, 0);
3316
3317       this = 0;
3318       if (code == INSN
3319           && (set = single_set (p))
3320           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3321           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3322         {
3323           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3324           if (this != 0)
3325             value |= this;
3326           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3327             {
3328               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3329                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3330                  notes are OK.  */
3331               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3332                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3333                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3334               if (this != 0)
3335                 value |= this;
3336             }
3337         }
3338       if (this != 0)
3339         count--;
3340       else if (code != NOTE)
3341         {
3342           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3343           return 0;
3344         }
3345     }
3346
3347   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3348   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3349   return 1 + (value & 2);
3350 }
3351
3352 #if 0
3353 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3354    to be moved, so we no longer test it.  */
3355
3356 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3357    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3358
3359 static int
3360 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3361      rtx reg, insn;
3362      short *table;
3363 {
3364   register rtx p = insn;
3365   register int regno = REGNO (reg);
3366
3367   while (1)
3368     {
3369       register enum rtx_code code;
3370       p = NEXT_INSN (p);
3371       code = GET_CODE (p);
3372       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3373         return 1;
3374       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3375           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3376           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3377         {
3378           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3379             return 0;
3380         }
3381     }
3382 }
3383 #endif /* 0 */
3384 \f
3385 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3386    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3387    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3388
3389 static void
3390 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3391      rtx insn;
3392      rtx x;
3393      varray_type usage;
3394 {
3395   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3396   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3397   int i, j;
3398
3399   if (code == REG)
3400     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3401       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0
3402          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3403         ? const0_rtx : insn;
3404
3405   else if (code == SET)
3406     {
3407       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3408          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3409          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3410          for it.  */
3411       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3412         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3413       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3414     }
3415   else
3416     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3417       {
3418         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3419           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3420         else if (fmt[i] == 'E')
3421           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3422             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3423       }
3424 }
3425 \f
3426 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3427    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3428
3429 static void
3430 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3431      rtx insn, x;
3432      varray_type may_not_move;
3433      rtx *last_set;
3434 {
3435   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3436     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3437        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3438     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3439
3440   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3441     {
3442       rtx dest = SET_DEST (x);
3443       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3444              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3445              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3446              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3447         dest = XEXP (dest, 0);
3448       if (GET_CODE (dest) == REG)
3449         {
3450           register int regno = REGNO (dest);
3451           /* If this is the first setting of this reg
3452              in current basic block, and it was set before,
3453              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3454              be moved out of the loop.  */
3455           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0
3456               && last_set[regno] == 0)
3457             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3458           /* If this is not first setting in current basic block,
3459              see if reg was used in between previous one and this.
3460              If so, neither one can be moved.  */
3461           if (last_set[regno] != 0
3462               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3463             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3464           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3465             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3466           last_set[regno] = insn;
3467         }
3468     }
3469 }
3470
3471 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3472    that is modified by an insn between FROM and TO.
3473    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3474    stop incrementing it, to avoid overflow.
3475
3476    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3477    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3478    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3479    in which case this processing is not done.
3480
3481    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3482    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3483
3484 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3485    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3486
3487 static void
3488 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3489      register rtx from, to;
3490      varray_type may_not_move;
3491      varray_type single_usage;
3492      int *count_ptr;
3493      int nregs;
3494 {
3495   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3496   register rtx insn;
3497   register int count = 0;
3498
3499   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3500   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3501     {
3502       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3503         {
3504           ++count;
3505
3506           /* Record registers that have exactly one use.  */
3507           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3508
3509           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3510           if (REG_NOTES (insn))
3511             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3512
3513           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3514               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3515             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3516           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3517             {
3518               register int i;
3519               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3520                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3521                                may_not_move, last_set);
3522             }
3523         }
3524
3525       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3526         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3527     }
3528   *count_ptr = count;
3529 }
3530 \f
3531 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3532    and that is entered at SCAN_START,
3533    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3534    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3535    from the loop entry point.
3536
3537    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3538    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3539    from an inner loop past two loops.  */
3540
3541 static int
3542 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3543      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3544 {
3545   rtx reg = SET_DEST (set);
3546   rtx p;
3547
3548   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3549      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3550   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3551     {
3552       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3553           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3554         return 1;
3555
3556       if (p == loop_end)
3557         p = loop_start;
3558     }
3559
3560   return 0;
3561 }
3562 \f
3563 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3564    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3565 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3566    value is a linear function of a biv.  */
3567
3568 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3569    Givs by `general_induction_var'.  */
3570
3571 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3572    induction variable, and if so what type.  */
3573
3574 varray_type reg_iv_type;
3575
3576 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3577    if register is an induction variable.  This holds general info for
3578    all induction variables.  */
3579
3580 varray_type reg_iv_info;
3581
3582 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3583    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3584    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3585    to.  */
3586
3587 struct iv_class **reg_biv_class;
3588
3589 /* The head of a list which links together (via the next field)
3590    every iv class for the current loop.  */
3591
3592 struct iv_class *loop_iv_list;
3593
3594 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3595    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3596    separately.  */
3597 int first_increment_giv, last_increment_giv;
3598
3599 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3600
3601 static rtx note_insn;
3602
3603 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3604
3605 static rtx addr_placeholder;
3606
3607 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3608    for the strength reduction code.  */
3609
3610 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3611    bivs, may cause problems.  */
3612
3613 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3614    performance problems.
3615
3616    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3617    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3618    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3619    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3620    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3621    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3622
3623 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3624    positive.  */
3625
3626 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3627    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3628    e.g. the VAX acb insn.  */
3629
3630 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3631    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3632    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3633 \f
3634 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
3635
3636    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3637    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3638    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3639    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3640    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.
3641
3642    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3643    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3644    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3645    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.
3646    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
3647
3648 static void
3649 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3650                  loop_start, loop_end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
3651      rtx scan_start;
3652      rtx end;
3653      rtx loop_top;
3654      int insn_count;
3655      rtx loop_start;
3656      rtx loop_end;
3657      rtx loop_cont;
3658      int unroll_p, bct_p ATTRIBUTE_UNUSED;
3659 {
3660   rtx p;
3661   rtx set;
3662   rtx inc_val;
3663   rtx mult_val;
3664   rtx dest_reg;
3665   rtx *location;
3666   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3667      iteration.  */
3668   int not_every_iteration = 0;
3669   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3670      loop iteration.  */
3671   int maybe_multiple = 0;
3672   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3673   struct iv_class *bl, **backbl;
3674   /* Ratio of extra register life span we can justify
3675      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3676      since in that case saving an insn makes more difference
3677      and more registers are available.  */
3678   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3679   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3680   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3681   rtx *reg_map;
3682   int reg_map_size;
3683   int call_seen;
3684   rtx test;
3685   rtx end_insert_before;
3686   int loop_depth = 0;
3687   int n_extra_increment;
3688   struct loop_info loop_iteration_info;
3689   struct loop_info *loop_info = &loop_iteration_info;
3690
3691   /* If scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3692      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3693   if (prev_nonnote_insn (scan_start) != prev_nonnote_insn (loop_start))
3694     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (scan_start, loop_start, loop_end);
3695
3696   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3697   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3698   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3699     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3700   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3701                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3702
3703   loop_iv_list = 0;
3704   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3705
3706   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3707      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3708      order (i.e. loop order).
3709
3710      If loop_end is the end of the current function, then emit a
3711      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3712      dummy note insn.  */
3713   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3714     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3715   else
3716     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3717
3718   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3719
3720   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3721        p != NULL_RTX;
3722        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3723     {
3724       if (GET_CODE (p) == INSN
3725           && (set = single_set (p))
3726           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3727         {
3728           dest_reg = SET_DEST (set);
3729           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3730               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3731               && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
3732             {
3733               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3734                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
3735                                        &location))
3736                 {
3737                   /* It is a possible basic induction variable.
3738                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3739
3740                   struct induction *v
3741                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3742
3743                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
3744                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3745                   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
3746                 }
3747               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3748                 REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
3749             }
3750         }
3751
3752       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3753          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3754          jump insn between here and the end of the loop either
3755          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3756          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3757
3758       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3759         {
3760           rtx insn = p;
3761
3762           maybe_multiple = 0;
3763
3764           while (1)
3765             {
3766               insn = NEXT_INSN (insn);
3767               if (insn == scan_start)
3768                 break;
3769               if (insn == end)
3770                 {
3771                   if (loop_top != 0)
3772                     insn = loop_top;
3773                   else
3774                     break;
3775                   if (insn == scan_start)
3776                     break;
3777                 }
3778
3779               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3780                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3781                   && (! condjump_p (insn)
3782                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3783                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3784                           && ! loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3785                 {
3786                   maybe_multiple = 1;
3787                   break;
3788                 }
3789             }
3790         }
3791
3792       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3793          on whether they will be executed during each iteration.  */
3794       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3795          code in scan_loop.  */
3796       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3797           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3798              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3799              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3800              will be executed if the loop is executed.  */
3801           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3802                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3803                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3804         {
3805           rtx label = 0;
3806
3807           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3808              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3809              loop_number_exits_labels list.  */
3810
3811           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3812                label;
3813                label = LABEL_NEXTREF (label))
3814             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3815               break;
3816
3817           if (! label)
3818             not_every_iteration = 1;
3819         }
3820
3821       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3822         {
3823           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3824              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3825              even though the exit code has been duplicated.
3826
3827              Insns are also again known to be executed each iteration at
3828              the LOOP_CONT note.  */
3829           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3830                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3831               && loop_depth == 0)
3832             not_every_iteration = 0;
3833           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3834             loop_depth++;
3835           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3836             loop_depth--;
3837         }
3838
3839       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3840          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3841          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3842          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3843
3844          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3845          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3846          will be executed each iteration.  */
3847
3848       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3849           && no_labels_between_p (p, loop_end)
3850           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
3851         not_every_iteration = 0;
3852     }
3853
3854   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3855      Make a sanity check against n_times_set.  */
3856   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3857     {
3858       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3859           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3860           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3861           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3862           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3863              move.  So leave it alone.  */
3864           || ! bl->incremented)
3865         {
3866           if (loop_dump_stream)
3867             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3868                      bl->regno,
3869                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3870                       ? "not induction variable"
3871                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3872                          : "count error")));
3873
3874           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3875           *backbl = bl->next;
3876         }
3877       else
3878         {
3879           backbl = &bl->next;
3880
3881           if (loop_dump_stream)
3882             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3883         }
3884     }
3885
3886   /* Exit if there are no bivs.  */
3887   if (! loop_iv_list)
3888     {
3889       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3890          strength reduction info available.  */
3891       if (unroll_p)
3892         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
3893                      loop_info, 0);
3894
3895       return;
3896     }
3897
3898   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3899      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3900
3901   call_seen = 0;
3902   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3903     {
3904       note_insn = p;
3905
3906       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3907         call_seen = 1;
3908
3909       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3910           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3911         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3912
3913       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3914          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3915          constants and registers and only certain of those.  */
3916       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3917           && JUMP_LABEL (p) != 0
3918           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3919           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3920           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3921           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3922           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3923           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3924           && bl->init_insn == 0)
3925         {
3926           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3927           if (GET_CODE (test) == NE)
3928             {
3929               bl->init_insn = p;
3930               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3931                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3932             }
3933           else
3934             bl->initial_test = test;
3935         }
3936     }
3937
3938   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3939      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3940      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3941   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3942     {
3943       rtx src;
3944       rtx note;
3945
3946       if (! bl->init_insn)
3947         continue;
3948
3949       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3950          is a constant, use the value of that.  */
3951       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3952            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3953           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3954               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3955         src = XEXP (note, 0);
3956       else
3957         src = SET_SRC (bl->init_set);
3958
3959       if (loop_dump_stream)
3960         fprintf (loop_dump_stream,
3961                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3962                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3963
3964       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3965            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3966           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3967         {
3968           bl->initial_value = src;
3969
3970           if (loop_dump_stream)
3971             {
3972               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3973                 {
3974                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
3975                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
3976                 }
3977               else
3978                 {
3979                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3980                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3981                 }
3982             }
3983         }
3984       else
3985         {
3986           struct iv_class *bl2 = 0;
3987           rtx increment;
3988
3989           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
3990              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
3991              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
3992              For simplicity, we only handle the case where there is but a
3993              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
3994           if (bl->biv_count == 1
3995               && bl->regno < max_reg_before_loop
3996               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
3997               && GET_CODE (src) == PLUS
3998               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
3999               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4000               && ((increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end))
4001                   != NULL_RTX))
4002             {
4003               int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4004
4005               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4006                 if (bl2->regno == regno)
4007                   break;
4008             }
4009
4010           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4011           if (bl2
4012               && bl2->biv_count == 1
4013               && rtx_equal_p (increment,
4014                               biv_total_increment (bl2, loop_start, loop_end))
4015               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4016                  without any intervening labels.  */
4017               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4018                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4019               /* The register from BL2 must be set before the register from
4020                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4021                  the former set.  Currently there can't be any labels
4022                  in-between when biv_toal_increment returns nonzero both times
4023                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4024                  gets used to set always_computable.  */
4025               && ((loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4026                    && no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4027                   || (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4028                                             bl2->biv->insn)
4029                       && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4030               && validate_change (bl->biv->insn,
4031                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4032                                   copy_rtx (src), 0))
4033             {
4034               int loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
4035               rtx dominator = loop_number_cont_dominator[loop_num];
4036               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4037               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4038               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4039
4040               if (loop_dump_stream)
4041                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4042               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4043               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4044               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4045                  before the first giv use.  */
4046               if (dominator
4047                   && ! loop_insn_first_p (dominator, scan_start)
4048                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4049                                           dominator)
4050                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4051                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4052                 {
4053                   rtx p;
4054                   rtx next;
4055
4056                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4057                     {
4058                       if ((GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) == 'i'
4059                            && (reg_mentioned_p (giv, PATTERN (next))
4060                                || reg_set_p (bl2->biv->src_reg, next)))
4061                           || GET_CODE (next) == JUMP_INSN)
4062                         break;
4063 #ifdef HAVE_cc0
4064                       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) != 'i'
4065                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4066 #endif
4067                         dominator = next;
4068                     }
4069                   if (loop_dump_stream)
4070                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4071                              INSN_UID (dominator));
4072                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4073                      and adjusting all luids in the range.  */
4074                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4075                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4076                     p = PREV_INSN (p);
4077                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4078                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4079                      this giv, delete it.  */
4080                   if (single_set (bl->init_insn)
4081                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4082                     delete_insn (bl->init_insn);
4083                 }
4084               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4085                 {
4086                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4087                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4088                     p = PREV_INSN (p);
4089                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4090                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4091                                  INSN_LUID (p));
4092                 }
4093               /* Remove this biv from the chain.  */
4094               if (bl->next)
4095                 *bl = *bl->next;
4096               else
4097                 {
4098                   *backbl = 0;
4099                   break;
4100                 }
4101             }
4102
4103           /* If we can't make it a giv,
4104              let biv keep initial value of "itself".  */
4105           else if (loop_dump_stream)
4106             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4107         }
4108     }
4109
4110   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4111      all but the last increment into a giv.  */
4112
4113   /* Get an upper bound for the number of registers
4114      we might have after all bivs have been processed.  */
4115   first_increment_giv = max_reg_num ();
4116   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4117     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4118
4119   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4120      replacements to take place, since this could loose the volatile markers.  */
4121   if (n_extra_increment  && ! loop_has_volatile)
4122     {
4123       int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4124
4125       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4126       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4127       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4128
4129       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4130         {
4131           struct induction **vp, *v, *next;
4132           int biv_dead_after_loop = 0;
4133
4134           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this first.  */
4135           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4136             {
4137               next = v->next_iv;
4138               v->next_iv = bl->biv;
4139               bl->biv = v;
4140             }
4141
4142           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4143              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4144              would mean that we'd be missing an increment for the final
4145              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4146              the first part of the test to set bl->eliminable.
4147              We don't check here if we can calculate the final value, since
4148              this can't succeed if we already know that there is a jump
4149              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4150              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4151              implies that the jump destination is outside the loop.
4152              If we want to make this check more sophisticated, we should
4153              check each branch between v->insn and next->insn individually
4154              to see if the biv is dead at its destination.  */
4155
4156           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4157               && bl->init_insn
4158               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4159               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4160                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4161 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4162               && ! bl->nonneg
4163 #endif
4164               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4165             biv_dead_after_loop = 1;
4166
4167           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4168             {
4169               HOST_WIDE_INT offset;
4170               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn;
4171               int old_regno, new_regno;
4172
4173               if (! v->always_executed
4174                   || v->maybe_multiple
4175                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4176                   || ! next->always_executed
4177                   || next->maybe_multiple
4178                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4179                   || ! (biv_dead_after_loop
4180                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4181                 {
4182                   vp = &v->next_iv;
4183                   continue;
4184                 }
4185               offset = INTVAL (v->add_val);
4186               set = single_set (v->insn);
4187               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4188               old_reg = v->dest_reg;
4189               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4190
4191               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4192                  have been allocated with some slop space, so we may not
4193                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4194                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4195               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4196                 {
4197                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4198                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4199                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4200                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4201                   VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
4202                 }
4203
4204               if (! validate_change (next->insn, next->location, add_val, 0))
4205                 {
4206                   vp = &v->next_iv;
4207                   continue;
4208                 }
4209
4210               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4211                  it into the uses.  */
4212
4213               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4214
4215               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4216                    p != next->insn;
4217                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4218                 {
4219                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4220                     continue;
4221                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4222                     {
4223                       last_use_insn = p;
4224                     }
4225                 }
4226
4227               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4228                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4229                  of an inner loop, so there is little point in making this
4230                  a DEST_REG giv anyways.  */
4231               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4232                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4233                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4234                 {
4235                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4236                   if (! validate_change (next->insn, next->location,
4237                       next->add_val, 0))
4238                     abort ();
4239                   vp = &v->next_iv;
4240                   continue;
4241                 }
4242               next->add_val = add_val;
4243               v->dest_reg = dest_reg;
4244               v->giv_type = DEST_REG;
4245               v->location = &SET_SRC (set);
4246               v->cant_derive = 0;
4247               v->combined_with = 0;
4248               v->maybe_dead = 0;
4249               v->derive_adjustment = 0;
4250               v->same = 0;
4251               v->ignore = 0;
4252               v->new_reg = 0;
4253               v->final_value = 0;
4254               v->same_insn = 0;
4255               v->auto_inc_opt = 0;
4256               v->unrolled = 0;
4257               v->shared = 0;
4258               v->derived_from = 0;
4259               v->always_computable = 1;
4260               v->always_executed = 1;
4261               v->replaceable = 1;
4262               v->no_const_addval = 0;
4263
4264               old_regno = REGNO (old_reg);
4265               new_regno = REGNO (dest_reg);
4266               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4267               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4268               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4269               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4270               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4271
4272               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4273               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4274
4275               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4276                  and record it as a giv.  */
4277               *vp = next;
4278               bl->biv_count--;
4279               v->next_iv = bl->giv;
4280               bl->giv = v;
4281               bl->giv_count++;
4282               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4283               bl->total_benefit += v->benefit;
4284
4285               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4286                  the replaced increment and the next increment, and
4287                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4288               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4289                    p != next->insn;
4290                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4291                 {
4292                   rtx note;
4293
4294                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4295                     continue;
4296                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4297                     {
4298                       last_use_insn = p;
4299                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4300                         abort ();
4301                     }
4302                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4303                     {
4304                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4305                         XEXP (note, 0)
4306                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4307                     }
4308                 }
4309
4310               v->last_use = last_use_insn;
4311               v->lifetime = INSN_LUID (v->insn) - INSN_LUID (last_use_insn);
4312               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4313                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4314                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4315               if (v->lifetime == 0)
4316                 v->ignore = 1;
4317
4318               if (loop_dump_stream)
4319                 fprintf (loop_dump_stream,
4320                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4321                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4322             }
4323         }
4324     }
4325   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4326
4327   /* Search the loop for general induction variables.  */
4328
4329   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4330      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4331
4332   not_every_iteration = 0;
4333   loop_depth = 0;
4334   p = scan_start;
4335   while (1)
4336     {
4337       p = NEXT_INSN (p);
4338       /* At end of a straight-in loop, we are done.
4339          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
4340       if (p == scan_start)
4341         break;
4342       if (p == end)
4343         {
4344           if (loop_top != 0)
4345             p = loop_top;
4346           else
4347             break;
4348           if (p == scan_start)
4349             break;
4350         }
4351
4352       /* Look for a general induction variable in a register.  */
4353       if (GET_CODE (p) == INSN
4354           && (set = single_set (p))
4355           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4356           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
4357         {
4358           rtx src_reg;
4359           rtx add_val;
4360           rtx mult_val;
4361           int benefit;
4362           rtx regnote = 0;
4363           rtx last_consec_insn;
4364
4365           dest_reg = SET_DEST (set);
4366           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4367             continue;
4368
4369           if (/* SET_SRC is a giv.  */
4370               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4371                                       &mult_val, 0, &benefit)
4372                /* Equivalent expression is a giv.  */
4373                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4374                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4375                                              &add_val, &mult_val, 0,
4376                                              &benefit)))
4377               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4378                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4379               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4380               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4381               && dest_reg != src_reg
4382               /* This must be the only place where the register is set.  */
4383               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
4384                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4385                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
4386                                                  src_reg, dest_reg,
4387                                                  &add_val, &mult_val,
4388                                                  &last_consec_insn))))
4389             {
4390               struct induction *v
4391                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
4392
4393               /* If this is a library call, increase benefit.  */
4394               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4395                 benefit += libcall_benefit (p);
4396
4397               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4398               if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
4399                 p = last_consec_insn;
4400
4401               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4402                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
4403                           loop_end);
4404
4405             }
4406         }
4407
4408 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4409       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4410       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4411          still does.  */
4412       if (GET_CODE (p) == INSN)
4413         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
4414                        loop_end);
4415 #endif
4416
4417       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4418          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4419       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4420         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4421         update_giv_derive (p);
4422
4423       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4424          on whether they will be executed during each iteration.  */
4425       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4426          code in scan_loop.  */
4427       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4428           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4429              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4430              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4431              will be executed if the loop is executed.  */
4432           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4433                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4434                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4435         {
4436           rtx label = 0;
4437
4438           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4439              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4440              loop_number_exits_labels list.  */
4441
4442           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4443                label;
4444                label = LABEL_NEXTREF (label))
4445             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4446               break;
4447
4448           if (! label)
4449             not_every_iteration = 1;
4450         }
4451
4452       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4453         {
4454           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4455              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4456              even though the exit code has been duplicated.
4457
4458              Insns are also again known to be executed each iteration at
4459              the LOOP_CONT note.  */
4460           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
4461                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
4462               && loop_depth == 0)
4463             not_every_iteration = 0;
4464           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4465             loop_depth++;
4466           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4467             loop_depth--;
4468         }
4469
4470       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4471          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4472          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4473          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4474
4475          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4476          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4477          will be executed each iteration.  */
4478
4479       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4480           && no_labels_between_p (p, loop_end)
4481           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
4482         not_every_iteration = 0;
4483     }
4484
4485   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4486      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4487      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4488      fail if the iteration variable is a giv.  */
4489
4490   loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info);
4491
4492   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4493      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4494      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4495      so that final_giv_value will work correctly.  */
4496
4497   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4498     {
4499       struct induction *v;
4500
4501       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4502         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4503           check_final_value (v, loop_start, loop_end, loop_info->n_iterations);
4504     }
4505
4506   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4507      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4508      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4509   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info);
4510
4511   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4512      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4513      reg_iv_type for a suitable size.  */
4514   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4515   reg_map = (rtx *) alloca (reg_map_size * sizeof (rtx));
4516   bzero ((char *) reg_map, reg_map_size * sizeof (rtx));
4517
4518   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4519      variable elimination.  */
4520
4521   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4522     {
4523       struct induction *v;
4524       int benefit;
4525       int all_reduced;
4526       rtx final_value = 0;
4527       unsigned nregs;
4528
4529       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4530          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4531          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4532          what its final value will be.
4533
4534          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4535          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4536          this biv.  */
4537
4538       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4539          We aren't concerned with any uses of the biv between
4540          init_insn and loop_start since these won't be affected
4541          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4542          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4543          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4544
4545       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4546            && bl->init_insn
4547            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4548            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4549 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4550            && ! bl->nonneg
4551 #endif
4552            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4553           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end,
4554                                               loop_info->n_iterations))
4555 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4556               && ! bl->nonneg
4557 #endif
4558               ))
4559         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4560                                               threshold, insn_count);
4561       else
4562         {
4563           if (loop_dump_stream)
4564             {
4565               fprintf (loop_dump_stream,
4566                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4567                        bl->regno);
4568               fprintf (loop_dump_stream,
4569                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4570                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4571                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4572             }
4573         }
4574
4575       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4576       combine_givs (bl);
4577
4578       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4579          biv have been strength reduced.
4580          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4581       all_reduced = 1;
4582
4583       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4584          it.  Skip giv's combined with others.  */
4585       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4586         {
4587           struct induction *tv;
4588
4589           if (v->ignore || v->same)
4590             continue;
4591
4592           benefit = v->benefit;
4593
4594           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4595              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4596              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4597              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4598              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4599              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4600              a cost.  Similar situations exist.  */
4601           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4602              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4603              be necessary.  */
4604           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4605               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4606             benefit -= copy_cost;
4607
4608           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4609              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4610           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4611
4612           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4613              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4614              This decision can be made independently for each giv.  */
4615
4616 #ifdef AUTO_INC_DEC
4617           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4618              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4619              add_cost that was done above).  */
4620           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4621               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4622             {
4623               if (HAVE_POST_INCREMENT
4624                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4625                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4626               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4627                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4628                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4629               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4630                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4631                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4632               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4633                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4634                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4635             }
4636 #endif
4637
4638           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4639              flag, and clear all_reduced.  */
4640
4641           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4642              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4643              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4644              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4645              exit.  */
4646
4647           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4648               && ! bl->reversed )
4649             {
4650               if (loop_dump_stream)
4651                 fprintf (loop_dump_stream,
4652                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4653                          INSN_UID (v->insn),
4654                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4655               v->ignore = 1;
4656               all_reduced = 0;
4657             }
4658           else
4659             {
4660               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4661                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4662
4663               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4664                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4665                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4666                   {
4667                     if (loop_dump_stream)
4668                       fprintf (loop_dump_stream,
4669                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4670                                INSN_UID (v->insn));
4671                     v->ignore = 1;
4672                     all_reduced = 0;
4673                     break;
4674                   }
4675             }
4676         }
4677
4678       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4679          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4680          dead and should not be used to derive another giv nor to
4681          eliminate a biv.  */
4682       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4683         {
4684           if (v->ignore
4685               || (v->same && v->same->ignore))
4686             continue;
4687
4688           if (v->last_use)
4689             {
4690               struct induction *v1;
4691
4692               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4693                 if (v->last_use == v1->insn)
4694                   v->maybe_dead = 1;
4695             }
4696           else if (v->giv_type == DEST_REG
4697               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4698             {
4699               struct induction *v1;
4700
4701               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4702                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4703                   v->maybe_dead = 1;
4704             }
4705         }
4706
4707       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4708          combinations to reduce register pressure.
4709          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4710          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4711          reallocation here since it allows to check if there are still
4712          more bivs to process.  */
4713       nregs = max_reg_num ();
4714       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4715         {
4716           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4717              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4718           if (bl->next)
4719             nregs += nregs / 4;
4720           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4721           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4722           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4723         }
4724       recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p);
4725
4726       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4727
4728       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4729         {
4730           struct induction *tv;
4731           if (! v->ignore && v->same == 0)
4732             {
4733               int auto_inc_opt = 0;
4734
4735               /* If the code for derived givs immediately below has already
4736                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4737               if (! v->new_reg)
4738                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4739
4740               if (v->derived_from)
4741                 {
4742                   struct induction *d = v->derived_from;
4743
4744                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4745                      to replace it in v->insn now.  */
4746                   if (! d->new_reg)
4747                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4748                   PATTERN (v->insn)
4749                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4750                   PATTERN (v->insn)
4751                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4752                   if (bl->biv_count != 1)
4753                     {
4754                       /* For each place where the biv is incremented, add an
4755                          insn to set the new, reduced reg for the giv.  */
4756                       for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4757                         {
4758                           /* We always emit reduced giv increments before the
4759                              biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4760                              emitting the add insns for derived givs after the
4761                              biv increment, they pick up the updated value of
4762                              the reduced giv.  */
4763                           emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)),
4764                                            tv->insn);
4765
4766                         }
4767                     }
4768                   continue;
4769                 }
4770
4771 #ifdef AUTO_INC_DEC
4772               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4773                  this is an address giv, then try to put the increment
4774                  immediately after its use, so that flow can create an
4775                  auto-increment addressing mode.  */
4776               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4777                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4778                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4779                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4780                   && ! bl->reversed
4781                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4782                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4783                 {
4784                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4785                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4786                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4787
4788                      We simplify this by looking for the common case where
4789                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4790                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4791                      increment occurs after the address giv, then we can
4792                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4793                      would have to go before other_giv, and we would not be
4794                      able to combine it with the address giv to get an
4795                      auto-inc address.)  */
4796                   if (v->combined_with)
4797                     {
4798                       struct induction *other_giv = 0;
4799
4800                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4801                         if (tv->same == v)
4802                           {
4803                             if (other_giv)
4804                               break;
4805                             else
4806                               other_giv = tv;
4807                           }
4808                       if (! tv && other_giv
4809                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4810                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4811                               == INSN_UID (v->insn))
4812                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4813                         auto_inc_opt = 1;
4814                     }
4815                   /* Check for case where increment is before the address
4816                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4817                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4818                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4819                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4820                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4821                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4822                                && (INSN_LUID (scan_start)
4823                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4824                     auto_inc_opt = -1;
4825                   else
4826                     auto_inc_opt = 1;
4827
4828 #ifdef HAVE_cc0
4829                   {
4830                     rtx prev;
4831
4832                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4833                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4834                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4835                         || (auto_inc_opt == -1
4836                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4837                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4838                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4839                       auto_inc_opt = 0;
4840                   }
4841 #endif
4842
4843                   if (auto_inc_opt)
4844                     v->auto_inc_opt = 1;
4845                 }
4846 #endif
4847
4848               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4849                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4850               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4851                 {
4852                   rtx insert_before;
4853
4854                   if (! auto_inc_opt)
4855                     insert_before = tv->insn;
4856                   else if (auto_inc_opt == 1)
4857                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4858                   else
4859                     insert_before = v->insn;
4860
4861                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4862                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4863                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4864                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4865                     /* A multiply is acceptable here
4866                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4867                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4868                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4869                 }
4870
4871               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4872
4873               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4874                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4875             }
4876         }
4877
4878       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4879          as not reduced.
4880
4881          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4882          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4883          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4884
4885       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4886         {
4887           if (v->same && v->same->ignore)
4888             v->ignore = 1;
4889
4890           if (v->ignore)
4891             continue;
4892
4893           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4894              replaced.  */
4895           if (v->same)
4896             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4897                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4898
4899           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4900             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4901                this giv.  */
4902             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4903           else if (v->replaceable)
4904             {
4905               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4906
4907 #if 0
4908               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4909                  this is unnecessary now?  */
4910
4911               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4912                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4913
4914                  However, especially when unrolling loops, the special
4915                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4916                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4917                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4918                  We can not delete the original insn, since it may be part
4919                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4920                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4921               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4922                                v->insn);
4923 #endif
4924             }
4925           else
4926             {
4927               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4928                  the reduced giv, same as above.  */
4929               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4930                                v->insn);
4931             }
4932
4933           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4934              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4935              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4936              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4937              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4938           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4939             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4940                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4941           else if (v->final_value)
4942             {
4943               rtx insert_before;
4944
4945               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4946                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4947                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4948                  since this is slightly more efficient.  */
4949               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4950                 insert_before = loop_start;
4951               else
4952                 insert_before = end_insert_before;
4953               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4954                                 insert_before);
4955
4956 #if 0
4957               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4958                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4959                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4960                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4961                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4962                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4963                  matter that the original insn remains because it is dead
4964                  anyways.  */
4965               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4966                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4967               delete_insn (v->insn);
4968 #endif
4969             }
4970
4971           if (loop_dump_stream)
4972             {
4973               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4974                        INSN_UID (v->insn));
4975               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4976               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4977             }
4978         }
4979
4980       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4981          merit it.  */
4982
4983       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4984          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4985          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4986          combined with.
4987
4988          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4989          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4990          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4991          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4992          used from the simpler giv.  */
4993
4994       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4995         if (! v->maybe_dead && v->same)
4996           v->same->maybe_dead = 0;
4997
4998       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4999          This won't work if ! all_reduced,
5000          since the givs we planned to use might not have been reduced.
5001
5002          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
5003          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
5004          be used as a biv replacement.
5005
5006          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
5007          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
5008          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
5009          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
5010          replace it with a compare with a constant will fail.
5011
5012          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
5013          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
5014          doing so in the rare cases where it can occur.  */
5015
5016       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
5017           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
5018                                   threshold, insn_count))
5019
5020         {
5021           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
5022              or otherwise drop straight in, based on this test, then
5023              we might want to rewrite it also.  This way some later
5024              pass has more hope of removing the initialization of this
5025              biv entirely.  */
5026
5027           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
5028              and we must emit an insn to set it just in case.
5029
5030              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
5031              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
5032              proper final value for such a biv here anyways.  */
5033           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
5034             {
5035               rtx insert_before;
5036
5037               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5038                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5039                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
5040                  loop, since this is slightly more efficient.  */
5041               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5042                 insert_before = loop_start;
5043               else
5044                 insert_before = end_insert_before;
5045
5046               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
5047                                 end_insert_before);
5048             }
5049
5050 #if 0
5051           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
5052              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
5053              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
5054           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
5055              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
5056              will only succeed when there are multiple exits if the biv
5057              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
5058              insn remains, because it is dead anyways.  */
5059           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5060             delete_insn (v->insn);
5061 #endif
5062
5063           if (loop_dump_stream)
5064             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
5065                      bl->regno);
5066         }
5067     }
5068
5069   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5070      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5071
5072   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5073     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5074         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5075       {
5076         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5077         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5078         INSN_CODE (p) = -1;
5079       }
5080
5081   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5082      induction variable information that strength_reduce has already
5083      collected.  */
5084
5085   if (unroll_p)
5086     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
5087                  loop_info, 1);
5088
5089 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5090   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5091   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5092       && flag_branch_on_count_reg)
5093     insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info);
5094 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5095
5096   if (loop_dump_stream)
5097     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5098   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5099   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5100 }
5101 \f
5102 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5103    compared against in an initial test).
5104
5105    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5106    the current insn and the start of the loop.
5107
5108    INSN is the insn containing X.  */
5109
5110 static int
5111 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5112      rtx x;
5113      rtx insn;
5114      int call_seen;
5115      rtx loop_start;
5116 {
5117   if (CONSTANT_P (x))
5118     return 1;
5119
5120   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5121      we know.  */
5122   if (GET_CODE (x) != REG
5123       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5124     return 0;
5125
5126   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5127      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5128   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5129       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5130           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5131     return 0;
5132
5133   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5134      loop.  */
5135   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5136     return 0;
5137
5138   return 1;
5139 }
5140 \f
5141 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5142    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5143    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5144    every loop iteration.  */
5145
5146 static void
5147 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
5148      rtx x;
5149      rtx insn;
5150      int not_every_iteration;
5151      rtx loop_start, loop_end;
5152 {
5153   register int i, j;
5154   register enum rtx_code code;
5155   register char *fmt;
5156
5157   if (x == 0)
5158     return;
5159
5160   code = GET_CODE (x);
5161   switch (code)
5162     {
5163     case REG:
5164     case CONST_INT:
5165     case CONST:
5166     case CONST_DOUBLE:
5167     case SYMBOL_REF:
5168     case LABEL_REF:
5169     case PC:
5170     case CC0:
5171     case ADDR_VEC:
5172     case ADDR_DIFF_VEC:
5173     case USE:
5174     case CLOBBER:
5175       return;
5176
5177     case MEM:
5178       {
5179         rtx src_reg;
5180         rtx add_val;
5181         rtx mult_val;
5182         int benefit;
5183
5184         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5185            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
5186            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5187            this one would not be seen.   */
5188
5189         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5190                                    &mult_val, 1, &benefit))
5191           {
5192             /* Found one; record it.  */
5193             struct induction *v
5194               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5195
5196             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5197                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5198                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
5199
5200             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5201           }
5202       }
5203       return;
5204
5205     default:
5206       break;
5207     }
5208
5209   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5210
5211   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5212   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5213     if (fmt[i] == 'e')
5214       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
5215                      loop_end);
5216     else if (fmt[i] == 'E')
5217       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5218         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5219                        loop_start, loop_end);
5220 }
5221 \f
5222 /* Fill in the data about one biv update.
5223    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5224    allocated by the caller, with alloca.)
5225    INSN is the insn that sets it.
5226    DEST_REG is the biv's reg.
5227
5228    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5229    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5230    being set to INC_VAL.
5231
5232    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5233    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5234    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5235    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5236    executed exactly once per iteration.  */
5237
5238 static void
5239 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5240             not_every_iteration, maybe_multiple)
5241      struct induction *v;
5242      rtx insn;
5243      rtx dest_reg;
5244      rtx inc_val;
5245      rtx mult_val;
5246      rtx *location;
5247      int not_every_iteration;
5248      int maybe_multiple;
5249 {
5250   struct iv_class *bl;
5251
5252   v->insn = insn;
5253   v->src_reg = dest_reg;
5254   v->dest_reg = dest_reg;
5255   v->mult_val = mult_val;
5256   v->add_val = inc_val;
5257   v->location = location;
5258   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5259   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5260   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5261   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5262
5263   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5264      if this is the first incrementation of the reg.  */
5265
5266   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5267   if (bl == 0)
5268     {
5269       /* Create and initialize new iv_class.  */
5270
5271       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5272
5273       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5274       bl->biv = 0;
5275       bl->giv = 0;
5276       bl->biv_count = 0;
5277       bl->giv_count = 0;
5278
5279       /* Set initial value to the reg itself.  */
5280       bl->initial_value = dest_reg;
5281       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5282       bl->init_insn = 0;
5283       bl->init_set = 0;
5284       bl->initial_test = 0;
5285       bl->incremented = 0;
5286       bl->eliminable = 0;
5287       bl->nonneg = 0;
5288       bl->reversed = 0;
5289       bl->total_benefit = 0;
5290
5291       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5292       bl->next = loop_iv_list;
5293       loop_iv_list = bl;
5294
5295       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5296       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5297     }
5298
5299   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5300   v->next_iv = bl->biv;
5301   bl->biv = v;
5302   bl->biv_count++;
5303   if (mult_val == const1_rtx)
5304     bl->incremented = 1;
5305
5306   if (loop_dump_stream)
5307     {
5308       fprintf (loop_dump_stream,
5309                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5310                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5311       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5312         {
5313           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5314           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5315           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5316         }
5317       else
5318         {
5319           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5320           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5321           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5322         }
5323     }
5324 }
5325 \f
5326 /* Fill in the data about one giv.
5327    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5328    allocated by the caller, with alloca.)
5329    INSN is the insn that sets it.
5330    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5331    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5332    into a register or is used as a memory address.
5333
5334    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5335    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5336    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5337    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5338
5339 static void
5340 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5341             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
5342      struct induction *v;
5343      rtx insn;
5344      rtx src_reg;
5345      rtx dest_reg;
5346      rtx mult_val, add_val;
5347      int benefit;
5348      enum g_types type;
5349      int not_every_iteration;
5350      rtx *location;
5351      rtx loop_start, loop_end;
5352 {
5353   struct induction *b;
5354   struct iv_class *bl;
5355   rtx set = single_set (insn);
5356
5357   v->insn = insn;
5358   v->src_reg = src_reg;
5359   v->giv_type = type;
5360   v->dest_reg = dest_reg;
5361   v->mult_val = mult_val;
5362   v->add_val = add_val;
5363   v->benefit = benefit;
5364   v->location = location;
5365   v->cant_derive = 0;
5366   v->combined_with = 0;
5367   v->maybe_multiple = 0;
5368   v->maybe_dead = 0;
5369   v->derive_adjustment = 0;
5370   v->same = 0;
5371   v->ignore = 0;
5372   v->new_reg = 0;
5373   v->final_value = 0;
5374   v->same_insn = 0;
5375   v->auto_inc_opt = 0;
5376   v->unrolled = 0;
5377   v->shared = 0;
5378   v->derived_from = 0;
5379   v->last_use = 0;
5380
5381   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5382      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5383      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5384      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5385      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5386      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5387      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5388
5389   if (type == DEST_ADDR)
5390     v->always_computable = 1;
5391   else
5392     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5393
5394   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5395
5396   if (type == DEST_ADDR)
5397     {
5398       v->mode = GET_MODE (*location);
5399       v->lifetime = 1;
5400     }
5401   else /* type == DEST_REG */
5402     {
5403       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5404
5405       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5406                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5407
5408       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5409          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5410          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5411       if (v->lifetime == 0)
5412         v->ignore = 1;
5413
5414       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5415       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5416     }
5417
5418   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5419
5420   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5421   if (bl)
5422     {
5423       v->next_iv = bl->giv;
5424       bl->giv = v;
5425       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5426          insns that calculate givs.  */
5427       if (type == DEST_REG)
5428         bl->giv_count++;
5429       bl->total_benefit += benefit;
5430     }
5431   else
5432     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5433     abort ();
5434
5435   if (type == DEST_ADDR)
5436     v->replaceable = 1;
5437   else
5438     {
5439       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5440          of the following conditions are true:
5441          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5442            on which the giv is used at all
5443            (there are two ways to deduce this:
5444             either the insn is executed on every iteration,
5445             or all uses follow that insn in the same basic block),
5446          - the giv is not used outside the loop
5447          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5448
5449       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5450           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5451           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
5452           && (! not_every_iteration
5453               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5454         {
5455           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5456              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5457
5458           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5459              and last use of the giv.
5460
5461              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5462              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5463              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5464              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5465              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5466              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5467              using this biv anyways.  */
5468
5469           v->replaceable = 1;
5470           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5471             {
5472               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5473                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5474                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5475                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5476                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5477                 {
5478                   v->replaceable = 0;
5479                   v->not_replaceable = 1;
5480                   break;
5481                 }
5482             }
5483
5484           /* If there are any backwards branches that go from after the
5485              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5486           if (v->replaceable)
5487             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5488               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5489                 {
5490                   v->replaceable = 0;
5491                   v->not_replaceable = 1;
5492                   break;
5493                 }
5494         }
5495       else
5496         {
5497           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5498              decide.  */
5499           v->replaceable = 0;
5500           v->not_replaceable = 0;
5501         }
5502     }
5503
5504   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5505      combine_givs.  */
5506   {
5507     rtx tem = add_val;
5508
5509     v->no_const_addval = 1;
5510     if (tem == const0_rtx)
5511       ;
5512     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5513       v->no_const_addval = 0;
5514     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5515       {
5516         while (1)
5517           {
5518             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5519               tem = XEXP (tem, 0);
5520             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5521               tem = XEXP (tem, 1);
5522             else
5523               break;
5524           }
5525         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5526           v->no_const_addval = 0;
5527       }
5528   }
5529
5530   if (loop_dump_stream)
5531     {
5532       if (type == DEST_REG)
5533         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5534                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5535       else
5536         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5537                  INSN_UID (insn));
5538
5539       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5540                REGNO (src_reg), v->benefit);
5541       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5542                v->lifetime);
5543
5544       if (v->replaceable)
5545         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5546
5547       if (v->no_const_addval)
5548         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5549
5550       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5551         {
5552           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5553           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5554         }
5555       else
5556         {
5557           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5558           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5559         }
5560
5561       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5562         {
5563           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5564           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5565         }
5566       else
5567         {
5568           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5569           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5570         }
5571     }
5572
5573   if (loop_dump_stream)
5574     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5575
5576 }
5577
5578
5579 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5580    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5581    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5582    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5583    have been identified.  */
5584
5585 static void
5586 check_final_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
5587      struct induction *v;
5588      rtx loop_start, loop_end;
5589      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
5590 {
5591   struct iv_class *bl;
5592   rtx final_value = 0;
5593
5594   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5595
5596   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5597      replaceable above in record_giv.  */
5598
5599   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5600      of the following conditions are true:
5601      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5602        on which the giv is used at all
5603        (there are two ways to deduce this:
5604         either the insn is executed on every iteration,
5605         or all uses follow that insn in the same basic block),
5606      - its final value can be calculated (this condition is different
5607        than the one above in record_giv)
5608      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5609
5610 #if 0
5611   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5612   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5613   v->replaceable = 0;
5614 #endif
5615
5616   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations))
5617       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5618     {
5619       int biv_increment_seen = 0;
5620       rtx p = v->insn;
5621       rtx last_giv_use;
5622
5623       v->replaceable = 1;
5624
5625       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5626          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5627          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5628          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5629
5630       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5631          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5632          that sets the giv, and search around the loop until we come
5633          back to that insn again.
5634
5635          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5636          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5637          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5638          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5639          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5640          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5641          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5642
5643       last_giv_use = v->insn;
5644
5645       while (1)
5646         {
5647           p = NEXT_INSN (p);
5648           if (p == loop_end)
5649             p = NEXT_INSN (loop_start);
5650           if (p == v->insn)
5651             break;
5652
5653           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5654               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5655             {
5656               if (biv_increment_seen)
5657                 {
5658                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5659                     {
5660                       v->replaceable = 0;
5661                       v->not_replaceable = 1;
5662                       break;
5663                     }
5664                 }
5665               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5666                 biv_increment_seen = 1;
5667               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5668                 last_giv_use = p;
5669             }
5670         }
5671
5672       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5673          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5674          replaceable.  */
5675
5676       if (v->replaceable)
5677         {
5678           p = v->insn;
5679           while (1)
5680             {
5681               p = NEXT_INSN (p);
5682               if (p == loop_end)
5683                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5684               if (p == last_giv_use)
5685                 break;
5686
5687               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5688                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5689                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5690                        && loop_insn_first_p (loop_start, JUMP_LABEL (p)))
5691                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5692                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop_end))))
5693                 {
5694                   v->replaceable = 0;
5695                   v->not_replaceable = 1;
5696
5697                   if (loop_dump_stream)
5698                     fprintf (loop_dump_stream,
5699                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5700
5701                   break;
5702                 }
5703             }
5704         }
5705
5706       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5707       if (v->replaceable)
5708         v->final_value = final_value;
5709     }
5710
5711   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5712     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5713              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5714 }
5715 \f
5716 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5717
5718    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5719    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5720    another giv.
5721
5722    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5723    derive another giv once a label has been passed.
5724
5725    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5726
5727 static void
5728 update_giv_derive (p)
5729      rtx p;
5730 {
5731   struct iv_class *bl;
5732   struct induction *biv, *giv;
5733   rtx tem;
5734   int dummy;
5735
5736   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5737
5738      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5739      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5740      derive any givs after a label is passed.
5741
5742      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5743      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5744      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5745      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5746      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5747      sub-cases within this case.
5748
5749      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5750      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5751      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5752      this extra tracking doesn't seem worth it).
5753
5754      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5755      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5756      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5757      on the jump again here.
5758
5759      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5760      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5761      the giv cannot derive further givs.  */
5762
5763   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5764     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5765       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5766           || biv->insn == p)
5767         {
5768           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5769             {
5770               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5771                  checking all of these conditions again.  */
5772               if (giv->cant_derive)
5773                 continue;
5774
5775               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5776                  it cannot derive anything.  */
5777               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5778                 giv->cant_derive = 1;
5779
5780               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5781                  they are really invariants.  Also skip those that are
5782                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5783                  any biv update.  */
5784               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5785                 continue;
5786
5787               /* The only way we can allow this giv to derive another
5788                  is if this is a biv increment and we can form the product
5789                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5790                  be able to compute a compensation.  */
5791               else if (biv->insn == p)
5792                 {
5793                   tem = 0;
5794
5795                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5796                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5797                                                            biv->add_val,
5798                                                            giv->mult_val),
5799                                              &dummy);
5800
5801                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5802                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem,
5803                                                            giv->derive_adjustment),
5804                                              &dummy);
5805                   if (tem)
5806                     giv->derive_adjustment = tem;
5807                   else
5808                     giv->cant_derive = 1;
5809                 }
5810               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5811                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5812                 giv->cant_derive = 1;
5813             }
5814         }
5815 }
5816 \f
5817 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5818    X is the source of insn P, or a part of it.
5819    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5820
5821    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5822    We accept patterns of these forms:
5823      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5824      REG = INVARIANT + REG
5825
5826    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5827    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5828    we found the additive term into *LOCATION.
5829
5830    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5831    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5832
5833    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5834    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5835    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5836    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5837    into the variable.
5838
5839    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5840    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5841    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5842    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5843
5844    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5845    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5846    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5847    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5848    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5849    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5850    not ZERO_EXTEND.
5851
5852    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5853
5854 static int
5855 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5856      register rtx x;
5857      enum machine_mode mode;
5858      rtx p;
5859      rtx dest_reg;
5860      rtx *inc_val;
5861      rtx *mult_val;
5862      rtx **location;
5863 {
5864   register enum rtx_code code;
5865   rtx *argp, arg;
5866   rtx insn, set = 0;
5867
5868   code = GET_CODE (x);
5869   switch (code)
5870     {
5871     case PLUS:
5872       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5873           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5874               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5875               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5876         {
5877           argp = &XEXP (x, 1);
5878         }
5879       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5880                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5881                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5882                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5883         {
5884           argp = &XEXP (x, 0);
5885         }
5886       else
5887         return 0;
5888
5889       arg = *argp;
5890       if (invariant_p (arg) != 1)
5891         return 0;
5892
5893       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5894       *mult_val = const1_rtx;
5895       *location = argp;
5896       return 1;
5897
5898     case SUBREG:
5899       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5900          value.  */
5901       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5902         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5903                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5904       return 0;
5905
5906     case REG:
5907       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5908          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5909
5910       insn = p;
5911       while (1)
5912         {
5913           do {
5914             insn = PREV_INSN (insn);
5915           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5916                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5917
5918           if (!insn)
5919             break;
5920           set = single_set (insn);
5921           if (set == 0)
5922             break;
5923
5924           if ((SET_DEST (set) == x
5925                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5926                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5927                        <= UNITS_PER_WORD)
5928                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
5929               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
5930                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5931                                        ? GET_MODE (x)
5932                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5933                                       dest_reg, insn,
5934                                       inc_val, mult_val, location))
5935             return 1;
5936         }
5937       /* ... fall through ...  */
5938
5939       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5940          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5941          as a biv of the outer loop,
5942          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5943     case MEM:
5944       if (invariant_p (x) != 1)
5945         return 0;
5946     case CONST_INT:
5947     case SYMBOL_REF:
5948     case CONST:
5949       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
5950          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
5951          would be a useful iterator anyways.  */
5952       if (loops_enclosed == 1
5953           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
5954           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
5955         {
5956           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5957           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5958           *mult_val = const0_rtx;
5959           return 1;
5960         }
5961       else
5962         return 0;
5963
5964     case SIGN_EXTEND:
5965       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5966                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5967
5968     case ASHIFTRT:
5969       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5970       for (insn = PREV_INSN (p);
5971            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5972             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5973            insn = PREV_INSN (insn))
5974         ;
5975
5976       if (insn)
5977         set = single_set (insn);
5978
5979       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5980           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5981           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5982           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5983           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5984         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
5985                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5986                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
5987                                     location);
5988       return 0;
5989
5990     default:
5991       return 0;
5992     }
5993 }
5994 \f
5995 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
5996    function   of a basic induction variable,
5997    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
5998    The coefficients can be any loop invariant quantity.
5999    A giv need not be computed directly from the biv;
6000    it can be computed by way of other givs.  */
6001
6002 /* Determine whether X computes a giv.
6003    If it does, return a nonzero value
6004      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6005    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6006    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6007      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6008
6009 static int
6010 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
6011      rtx x;
6012      rtx *src_reg;
6013      rtx *add_val;
6014      rtx *mult_val;
6015      int is_addr;
6016      int *pbenefit;
6017 {
6018   rtx orig_x = x;
6019   char *storage;
6020
6021   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6022   if (invariant_p (x) == 1)
6023     return 0;
6024
6025   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6026      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6027   storage = (char *) oballoc (0);
6028   *pbenefit = 0;
6029   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
6030   if (x == 0)
6031     {
6032       obfree (storage);
6033       return 0;
6034     }
6035
6036   switch (GET_CODE (x))
6037     {
6038     case USE:
6039     case CONST_INT:
6040       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6041          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6042          with.  */
6043       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6044       *mult_val = const0_rtx;
6045       *add_val = x;
6046       break;
6047
6048     case REG:
6049       /* This is equivalent to a BIV.  */
6050       *src_reg = x;
6051       *mult_val = const1_rtx;
6052       *add_val = const0_rtx;
6053       break;
6054
6055     case PLUS:
6056       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6057          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6058       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6059         {
6060           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6061           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6062         }
6063       else
6064         {
6065           *src_reg = XEXP (x, 0);
6066           *mult_val = const1_rtx;
6067         }
6068       *add_val = XEXP (x, 1);
6069       break;
6070
6071     case MULT:
6072       /* ADD_VAL is zero.  */
6073       *src_reg = XEXP (x, 0);
6074       *mult_val = XEXP (x, 1);
6075       *add_val = const0_rtx;
6076       break;
6077
6078     default:
6079       abort ();
6080     }
6081
6082   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6083      unless they are CONST_INT).  */
6084   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6085     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6086   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6087     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6088
6089   if (is_addr)
6090     {
6091 #ifdef ADDRESS_COST
6092       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6093 #else
6094       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6095 #endif
6096     }
6097   else
6098     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6099
6100   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6101      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
6102      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
6103   return 1;
6104 }
6105 \f
6106 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6107    We will canonicalize it to be of the form
6108         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6109               (invar_2))
6110    with possible degeneracies.
6111
6112    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6113    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6114    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6115    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6116
6117    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6118    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6119    returns 0.
6120
6121    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6122    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
6123
6124    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6125
6126 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6127 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
6128
6129 static rtx
6130 simplify_giv_expr (x, benefit)
6131      rtx x;
6132      int *benefit;
6133 {
6134   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6135   rtx arg0, arg1;
6136   rtx tem;
6137
6138   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6139      mode, this can't be a giv.  */
6140   if (mode != VOIDmode
6141       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6142           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6143     return NULL_RTX;
6144
6145   switch (GET_CODE (x))
6146     {
6147     case PLUS:
6148       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6149       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6150       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6151         return NULL_RTX;
6152
6153       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6154       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6155            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6156           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6157                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6158                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6159         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6160
6161       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6162       if (arg1 == const0_rtx)
6163         return arg0;
6164       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6165         switch (GET_CODE (arg0))
6166           {
6167           case CONST_INT:
6168           case USE:
6169             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6170                addition operation inside a USE and return it.  */
6171             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6172               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6173             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6174               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6175
6176             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6177               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6178             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6179               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6180             else
6181               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6182
6183             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6184               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6185             return tem;
6186
6187           case REG:
6188           case MULT:
6189             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6190             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6191
6192           case PLUS:
6193             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6194             return simplify_giv_expr (
6195                 gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 0),
6196                               gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 1), arg1)),
6197                 benefit);
6198
6199           default:
6200             abort ();
6201           }
6202
6203       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6204          MULT to reduce cases.  */
6205       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6206         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6207       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6208         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6209
6210       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6211          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6212          Recurse to associate the second PLUS.  */
6213       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6214         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6215
6216       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6217           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6218                                                   gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6219                                                                 XEXP (arg1, 0)),
6220                                                   XEXP (arg1, 1)),
6221                                     benefit);
6222
6223       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6224       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6225         return NULL_RTX;
6226
6227       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6228         return NULL_RTX;
6229
6230       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6231                                               XEXP (arg0, 0),
6232                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6233                                                             XEXP (arg0, 1),
6234                                                             XEXP (arg1, 1))),
6235                                 benefit);
6236
6237     case MINUS:
6238       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6239       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6240                                               XEXP (x, 0),
6241                                               gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 1),
6242                                                             constm1_rtx)),
6243                                 benefit);
6244
6245     case MULT:
6246       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6247       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6248       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6249         return NULL_RTX;
6250
6251       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6252       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6253           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6254         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6255
6256       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6257       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6258         return NULL_RTX;
6259
6260       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6261       if (arg1 == const0_rtx)
6262         return const0_rtx;
6263
6264       else if (arg1 == const1_rtx)
6265         return arg0;
6266
6267       switch (GET_CODE (arg0))
6268         {
6269         case REG:
6270           /* biv * invar.  Done.  */
6271           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6272
6273         case CONST_INT:
6274           /* Product of two constants.  */
6275           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6276
6277         case USE:
6278           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will
6279              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6280           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6281             return NULL_RTX;
6282
6283           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6284           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6285             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6286           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6287                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6288                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6289             {
6290               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6291                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6292                                            * INTVAL (arg1)));
6293             }
6294           else
6295             return NULL_RTX;
6296           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6297
6298         case MULT:
6299           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6300           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6301                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6302                                                                 XEXP (arg0, 1),
6303                                                                 arg1)),
6304                                     benefit);
6305
6306         case PLUS:
6307           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6308           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6309                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6310                                                                 XEXP (arg0, 0),
6311                                                                 arg1),
6312                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6313                                                                 XEXP (arg0, 1),
6314                                                                 arg1)),
6315                                     benefit);
6316
6317         default:
6318           abort ();
6319         }
6320
6321     case ASHIFT:
6322       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6323       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6324         return 0;
6325
6326       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6327                                               XEXP (x, 0),
6328                                               GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6329                                                        << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6330                                 benefit);
6331
6332     case NEG:
6333       /* "-a" is "a * (-1)" */
6334       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6335                                 benefit);
6336
6337     case NOT:
6338       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6339       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
6340                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6341                                                const1_rtx),
6342                                 benefit);
6343
6344     case USE:
6345       /* Already in proper form for invariant.  */
6346       return x;
6347
6348     case REG:
6349       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6350       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6351         return 0;
6352
6353       /* Check for biv or giv.  */
6354       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6355         {
6356         case BASIC_INDUCT:
6357           return x;
6358         case GENERAL_INDUCT:
6359           {
6360             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6361
6362             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6363                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6364             *benefit += v->benefit;
6365             if (v->cant_derive)
6366               return 0;
6367
6368             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode, v->src_reg,
6369                                                     v->mult_val),
6370                            v->add_val);
6371             if (v->derive_adjustment)
6372               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6373             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
6374           }
6375
6376         default:
6377           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6378              may be able to simplify things further by looking through
6379              the bits we just moved outside the loop.  */
6380           if (invariant_p (x) == 1)
6381             {
6382               struct movable *m;
6383
6384               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6385                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6386                   {
6387                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6388
6389                     /* If we match another movable, we must use that, as
6390                        this one is going away.  */
6391                     if (m->match)
6392                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
6393
6394                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6395                        instructions that were moved together.  We handle this
6396                        case only to the point of seeking to the last insn and
6397                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6398                     if (m->consec != 0)
6399                       {
6400                         int i = m->consec;
6401                         tem = m->insn;
6402                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6403
6404                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6405                         if (tem)
6406                           tem = XEXP (tem, 0);
6407                       }
6408                     else
6409                       {
6410                         tem = single_set (m->insn);
6411                         if (tem)
6412                           tem = SET_SRC (tem);
6413                       }
6414
6415                     if (tem)
6416                       {
6417                         /* What we are most interested in is pointer
6418                            arithmetic on invariants -- only take
6419                            patterns we may be able to do something with.  */
6420                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6421                             || GET_CODE (tem) == MULT
6422                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6423                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6424                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6425                           {
6426                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
6427                             if (tem)
6428                               return tem;
6429                           }
6430                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6431                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6432                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6433                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6434                           {
6435                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
6436                             if (tem)
6437                               return tem;
6438                           }
6439                       }
6440                     break;
6441                   }
6442             }
6443           break;
6444         }
6445
6446       /* Fall through to general case.  */
6447     default:
6448       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6449          Otherwise, not giv.  */
6450       if (GET_CODE (x) == USE)
6451         x = XEXP (x, 0);
6452
6453       if (invariant_p (x) == 1)
6454         {
6455           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6456             return x;
6457           if (GET_CODE (x) == CONST
6458               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6459               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6460               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6461             x = XEXP (x, 0);
6462           return gen_rtx_USE (mode, x);
6463         }
6464       else
6465         return 0;
6466     }
6467 }
6468
6469 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6470    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6471
6472 static rtx
6473 sge_plus_constant (x, c)
6474      rtx x, c;
6475 {
6476   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6477     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6478   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6479     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6480   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6481     {
6482       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6483                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6484     }
6485   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6486            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6487     {
6488       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6489                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6490     }
6491   else
6492     {
6493       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6494                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6495     }
6496 }
6497
6498 static rtx
6499 sge_plus (mode, x, y)
6500      enum machine_mode mode;
6501      rtx x, y;
6502 {
6503   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6504     {
6505       rtx a = XEXP (y, 0);
6506       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6507         x = sge_plus_constant (x, a);
6508       else
6509         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6510       y = XEXP (y, 1);
6511     }
6512   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6513     x = sge_plus_constant (x, y);
6514   else
6515     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6516   return x;
6517 }
6518 \f
6519 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6520    for example,
6521       giv = biv * M
6522       giv = giv + A
6523    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6524    we check that all other insns that set the same register follow
6525    immediately after P, that they alter nothing else,
6526    and that the result of the last is still a giv.
6527
6528    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6529    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6530    all the consecutive insns that compute the value.
6531
6532    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6533    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6534
6535    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6536    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6537
6538 static int
6539 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6540                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6541      int first_benefit;
6542      rtx p;
6543      rtx src_reg;
6544      rtx dest_reg;
6545      rtx *add_val;
6546      rtx *mult_val;
6547      rtx *last_consec_insn;
6548 {
6549   int count;
6550   enum rtx_code code;
6551   int benefit;
6552   rtx temp;
6553   rtx set;
6554
6555   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6556      each insn of the multi-insn sequence.
6557
6558      This induction structure will be used only by the call to
6559      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6560      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6561      a new induction structure.  */
6562   struct induction *v
6563     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6564   v->src_reg = src_reg;
6565   v->mult_val = *mult_val;
6566   v->add_val = *add_val;
6567   v->benefit = first_benefit;
6568   v->cant_derive = 0;
6569   v->derive_adjustment = 0;
6570
6571   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6572   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6573
6574   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6575
6576   while (count > 0)
6577     {
6578       p = NEXT_INSN (p);
6579       code = GET_CODE (p);
6580
6581       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6582       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6583         p = XEXP (temp, 0);
6584
6585       if (code == INSN
6586           && (set = single_set (p))
6587           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6588           && SET_DEST (set) == dest_reg
6589           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6590                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6591               /* Giv created by equivalent expression.  */
6592               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6593                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6594                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6595           && src_reg == v->src_reg)
6596         {
6597           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6598             benefit += libcall_benefit (p);
6599
6600           count--;
6601           v->mult_val = *mult_val;
6602           v->add_val = *add_val;
6603           v->benefit = benefit;
6604         }
6605       else if (code != NOTE)
6606         {
6607           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6608              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6609              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6610           if (code == INSN
6611               && (set = single_set (p))
6612               && SET_DEST (set) != dest_reg
6613               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6614             continue;
6615
6616           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6617           return 0;
6618         }
6619     }
6620
6621   *last_consec_insn = p;
6622   return v->benefit;
6623 }
6624 \f
6625 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6626    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6627    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6628
6629    To perform the computation, we note that
6630         G1 = x * v + a          and
6631         G2 = y * v + b
6632    where `v' is the biv.
6633
6634    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6635
6636    Note that MULT = y/x.
6637
6638    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6639    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6640    subtracting variables.  */
6641
6642 static rtx
6643 express_from_1 (a, b, mult)
6644      rtx a, b, mult;
6645 {
6646   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6647
6648   if (mult == const0_rtx)
6649     return b;
6650
6651   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6652      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6653      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6654      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6655
6656   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6657     return NULL_RTX;
6658
6659   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6660      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6661      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6662      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6663      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6664
6665   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6666     {
6667       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6668
6669       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6670       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6671         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6672
6673       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6674       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6675         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6676
6677       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6678         /* We matched: remove one reg completely.  */
6679         a = oa, b = ob;
6680       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6681         /* An alternate match.  */
6682         a = oa, b = rb;
6683       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6684         /* An alternate match.  */
6685         a = ra, b = ob;
6686       else
6687         {
6688           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6689              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6690           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6691           if (ob == NULL_RTX)
6692             return NULL_RTX;
6693           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6694         }
6695     }
6696
6697   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6698      get rid of everything but a constant.  */
6699
6700   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6701     {
6702       rtx ra, oa;
6703
6704       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6705       if (rtx_equal_p (oa, b))
6706         oa = ra;
6707       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6708         return NULL_RTX;
6709
6710       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6711         return NULL_RTX;
6712
6713       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6714     }
6715   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6716     {
6717       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6718     }
6719   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6720     {
6721       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6722         return XEXP (b, 1);
6723       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6724         return XEXP (b, 0);
6725       else
6726         return NULL_RTX;
6727     }
6728   else if (rtx_equal_p (a, b))
6729     return const0_rtx;
6730
6731   return NULL_RTX;
6732 }
6733
6734 rtx
6735 express_from (g1, g2)
6736      struct induction *g1, *g2;
6737 {
6738   rtx mult, add;
6739
6740   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6741      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6742      for notation) is also an integer.  */
6743   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6744       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6745     {
6746       if (g1->mult_val == const0_rtx
6747           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6748         return NULL_RTX;
6749       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6750     }
6751   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6752     mult = const1_rtx;
6753   else
6754     {
6755       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6756       return NULL_RTX;
6757     }
6758
6759   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6760   if (add == NULL_RTX)
6761     return NULL_RTX;
6762
6763   /* Form simplified final result.  */
6764   if (mult == const0_rtx)
6765     return add;
6766   else if (mult == const1_rtx)
6767     mult = g1->dest_reg;
6768   else
6769     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6770
6771   if (add == const0_rtx)
6772     return mult;
6773   else
6774     {
6775       if (GET_CODE (add) == PLUS
6776           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6777         {
6778           rtx tem = XEXP (add, 1);
6779           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6780           add = tem;
6781         }
6782
6783       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6784     }
6785
6786 }
6787 \f
6788 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6789    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6790    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6791    used to represent G1.  */
6792
6793 static rtx
6794 combine_givs_p (g1, g2)
6795      struct induction *g1, *g2;
6796 {
6797   rtx tem = express_from (g1, g2);
6798
6799   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6800      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6801      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6802   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6803      combination to be the other way round.  */
6804   if (tem == g1->dest_reg
6805       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6806     {
6807       return g1->dest_reg;
6808     }
6809
6810   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6811      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6812      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6813   if (tem != NULL_RTX
6814       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6815       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6816       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6817          will always be a register, and so anything more complicated
6818          gets discarded.  */
6819 #if 0
6820 #ifdef ADDRESS_COST
6821       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6822 #else
6823       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6824 #endif
6825 #endif
6826       )
6827     {
6828       return tem;
6829     }
6830
6831   return NULL_RTX;
6832 }
6833 \f
6834 struct combine_givs_stats
6835 {
6836   int giv_number;
6837   int total_benefit;
6838 };
6839
6840 static int
6841 cmp_combine_givs_stats (x, y)
6842      struct combine_givs_stats *x, *y;
6843 {
6844   int d;
6845   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6846   /* Stabilize the sort.  */
6847   if (!d)
6848     d = x->giv_number - y->giv_number;
6849   return d;
6850 }
6851
6852 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6853    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6854    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6855    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6856
6857 static void
6858 combine_givs (bl)
6859      struct iv_class *bl;
6860 {
6861   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
6862   const int extra_benefit = 3;
6863
6864   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6865   int i, j, k, giv_count;
6866   struct combine_givs_stats *stats;
6867   rtx *can_combine;
6868
6869   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6870   giv_count = 0;
6871   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6872     if (!g1->ignore)
6873       giv_count++;
6874
6875   giv_array
6876     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6877   i = 0;
6878   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6879     if (!g1->ignore)
6880       giv_array[i++] = g1;
6881
6882   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
6883   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
6884
6885   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6886   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6887
6888   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6889     {
6890       int this_benefit;
6891       rtx single_use;
6892
6893       g1 = giv_array[i];
6894       stats[i].giv_number = i;
6895
6896       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
6897          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
6898          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
6899          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
6900          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
6901          be seen elsewhere as well.  */
6902       if (g1->giv_type == DEST_REG
6903           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
6904           && single_use != const0_rtx)
6905         continue;
6906
6907       this_benefit = g1->benefit;
6908       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6909       if (g1->no_const_addval)
6910         this_benefit += 1;
6911
6912       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6913         {
6914           rtx this_combine;
6915
6916           g2 = giv_array[j];
6917           if (g1 != g2
6918               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
6919             {
6920               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
6921               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
6922             }
6923         }
6924       stats[i].total_benefit = this_benefit;
6925     }
6926
6927   /* Iterate, combining until we can't.  */
6928 restart:
6929   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
6930
6931   if (loop_dump_stream)
6932     {
6933       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
6934       for (k = 0; k < giv_count; k++)
6935         {
6936           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
6937           if (!g1->combined_with && !g1->same)
6938             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
6939                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
6940                      stats[k].total_benefit);
6941         }
6942       putc ('\n', loop_dump_stream);
6943     }
6944
6945   for (k = 0; k < giv_count; k++)
6946     {
6947       int g1_add_benefit = 0;
6948
6949       i = stats[k].giv_number;
6950       g1 = giv_array[i];
6951
6952       /* If it has already been combined, skip.  */
6953       if (g1->combined_with || g1->same)
6954         continue;
6955
6956       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6957         {
6958           g2 = giv_array[j];
6959           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
6960               /* If it has already been combined, skip.  */
6961               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
6962             {
6963               int l;
6964
6965               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
6966               g2->same = g1;
6967               g1->combined_with++;
6968               g1->lifetime += g2->lifetime;
6969
6970               g1_add_benefit += g2->benefit;
6971
6972               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
6973                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
6974                  longer be necessary.  */
6975               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
6976                 g1_add_benefit -= copy_cost;
6977
6978               /* To help optimize the next set of combinations, remove
6979                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
6980               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
6981                 {
6982                   int m = stats[l].giv_number;
6983                   if (can_combine[m*giv_count + j])
6984                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
6985                 }
6986
6987               if (loop_dump_stream)
6988                 fprintf (loop_dump_stream,
6989                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
6990                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
6991             }
6992         }
6993
6994       /* To help optimize the next set of combinations, remove
6995          this giv from the benefits of other potential mates.  */
6996       if (g1->combined_with)
6997         {
6998           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
6999             {
7000               int m = stats[j].giv_number;
7001               if (can_combine[m*giv_count + i])
7002                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7003             }
7004
7005           g1->benefit += g1_add_benefit;
7006
7007           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7008              Restart the combination so that proper weights for the
7009              rest of the givs are properly taken into account.  */
7010           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7011              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7012              can_combine is tricky.  */
7013           goto restart;
7014         }
7015     }
7016 }
7017 \f
7018 struct recombine_givs_stats
7019 {
7020   int giv_number;
7021   int start_luid, end_luid;
7022 };
7023
7024 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7025    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7026    used in reverse.  */
7027 static int
7028 cmp_recombine_givs_stats (x, y)
7029      struct recombine_givs_stats *x, *y;
7030 {
7031   int d;
7032   d = y->start_luid - x->start_luid;
7033   /* Stabilize the sort.  */
7034   if (!d)
7035     d = y->giv_number - x->giv_number;
7036   return d;
7037 }
7038
7039 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7040    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7041    yet to unlock the search for the end of its life.
7042    Only consider givs that belong to BIV.
7043    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7044 static int
7045 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7046      rtx x, insn, biv;
7047      struct recombine_givs_stats *stats;
7048 {
7049   enum rtx_code code;
7050   char *fmt;
7051   int i, j;
7052   int retval;
7053
7054   code = GET_CODE (x);
7055   switch (code)
7056     {
7057     case SET:
7058       {
7059         rtx reg = SET_DEST (x);
7060         if (GET_CODE (reg) == REG)
7061           {
7062             int regno = REGNO (reg);
7063             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7064
7065             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7066                 && ! v->ignore
7067                 && v->src_reg == biv
7068                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7069               {
7070                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7071                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7072                    We must not predicate this code on a start_luid match
7073                    since that would make the test fail for givs that have
7074                    been hoisted out of inner loops.  */
7075                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7076                   {
7077                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7078                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7079                   }
7080                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7081                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7082               }
7083             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7084           }
7085         break;
7086       }
7087     case REG:
7088       {
7089         int regno = REGNO (x);
7090         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7091
7092         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7093             && ! v->ignore
7094             && v->src_reg == biv
7095             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7096           {
7097             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7098               insn = NEXT_INSN (insn);
7099             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7100             return 1;
7101           }
7102         return 0;
7103       }
7104     case LABEL_REF:
7105     case CONST_DOUBLE:
7106     case CONST_INT:
7107     case CONST:
7108       return 0;
7109     default:
7110       break;
7111     }
7112   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7113   retval = 0;
7114   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7115     {
7116       if (fmt[i] == 'e')
7117         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7118
7119       else if (fmt[i] == 'E')
7120         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7121           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7122     }
7123   return retval;
7124 }
7125
7126 /* For each giv that has been combined with another, look if
7127    we can combine it with the most recently used one instead.
7128    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7129    try to derive givs from other givs.  */
7130 static void
7131 recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p)
7132      struct iv_class *bl;
7133      rtx loop_start, loop_end;
7134      int unroll_p;
7135 {
7136   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7137   struct recombine_givs_stats *stats;
7138   int giv_count;
7139   int i, rescan;
7140   int ends_need_computing;
7141
7142   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7143     {
7144       if (! v->ignore)
7145         giv_count++;
7146     }
7147   giv_array
7148     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7149   stats = (struct recombine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof *stats);
7150
7151   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7152      the corresponding index into stats.  */
7153   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7154     {
7155       rtx p;
7156
7157       if (v->ignore)
7158         continue;
7159       giv_array[i] = v;
7160       stats[i].giv_number = i;
7161       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7162          the previous insn.  */
7163       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7164         p = PREV_INSN (p);
7165       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7166       v->ix = i;
7167       i++;
7168     }
7169
7170   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7171
7172   /* Do the actual most-recently-used recombination.  */
7173   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7174     {
7175       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7176       if (v->same)
7177         {
7178           struct induction *old_same = v->same;
7179           rtx new_combine;
7180
7181           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7182              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7183              that could otherwise be eliminated.  */
7184           if (last_giv
7185               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7186                   || ! last_giv->maybe_dead
7187                   || last_giv->combined_with)
7188               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7189             {
7190               old_same->combined_with--;
7191               v->new_reg = new_combine;
7192               v->same = last_giv;
7193               last_giv->combined_with++;
7194               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7195                  already decided what to reduce.  */
7196
7197               if (loop_dump_stream)
7198                 {
7199                   fprintf (loop_dump_stream,
7200                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7201                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7202                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7203                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7204                 }
7205               continue;
7206             }
7207           v = v->same;
7208         }
7209       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7210         continue;
7211       if (! last_giv
7212           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7213           || ! v->maybe_dead
7214           || v->combined_with)
7215         last_giv = v;
7216     }
7217
7218   ends_need_computing = 0;
7219   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7220      lifetime ends from regscan info.  */
7221   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7222     {
7223       if (v->ignore)
7224         continue;
7225       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7226         {
7227           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7228              givs.  */
7229           rtx p;
7230           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7231             p = PREV_INSN (p);
7232           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7233           if (p != v->insn)
7234             stats[i].end_luid++;
7235         }
7236       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7237         {
7238           if (v->last_use)
7239             {
7240               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7241               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7242             }
7243           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7244             {
7245               rtx p;
7246               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7247                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7248                  when we see the first set.  But we do know that there will
7249                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7250                  we'll start looking for the last use right away.  */
7251               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7252                 p = PREV_INSN (p);
7253               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7254               stats[i].end_luid = 0;
7255               ends_need_computing++;
7256             }
7257           else
7258             {
7259               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7260               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7261               rtx p = v->insn;
7262
7263               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7264                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7265                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7266                  last use properly.  */
7267               while (count)
7268                 {
7269                   p = prev_nonnote_insn (p);
7270                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7271                   count--;
7272                 }
7273
7274               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7275               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7276                 {
7277                   stats[i].end_luid = -1;
7278                   ends_need_computing++;
7279                 }
7280               else
7281                 {
7282                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7283                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop_end))
7284                     {
7285                       stats[i].end_luid = -1;
7286                       ends_need_computing++;
7287                     }
7288                 }
7289             }
7290         }
7291       i++;
7292     }
7293
7294   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7295      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7296   if (ends_need_computing)
7297     {
7298       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7299       rtx p = loop_end;
7300
7301       do
7302         {
7303           if (p == loop_start)
7304             p = loop_end;
7305           p = PREV_INSN (p);
7306           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7307             continue;
7308           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7309         }
7310       while (ends_need_computing);
7311     }
7312
7313   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7314      more combinations.  */
7315   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7316     {
7317       if (v->ignore)
7318         continue;
7319       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7320         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7321       i++;
7322     }
7323
7324   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7325   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7326     {
7327       unsigned luid;
7328       int j;
7329
7330       if (v->ignore)
7331         continue;
7332       if (v->same && ! v->same->ignore)
7333         {
7334           j = v->same->ix;
7335           luid = stats[i].start_luid;
7336           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7337           if (luid - stats[j].start_luid
7338               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7339             stats[j].end_luid = luid;
7340         }
7341       i++;
7342     }
7343
7344   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7345
7346   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7347      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7348      pressure.
7349      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7350      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7351      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7352      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7353      index for this giv (unless rescan is already set).
7354      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7355      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7356      LAST_GIV.  */
7357   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7358     {
7359       int life_start, life_end;
7360
7361       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7362         {
7363           rtx sum;
7364
7365           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7366           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7367             continue;
7368           if (! last_giv)
7369             {
7370               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7371                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7372               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7373                 {
7374                   last_giv = v;
7375                   life_start = stats[i].start_luid;
7376                   life_end = stats[i].end_luid;
7377                 }
7378               continue;
7379             }
7380           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7381           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7382                >= (unsigned) life_end - life_start)
7383               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7384                   > (unsigned) life_end - life_start)
7385               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7386                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7387                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7388                   pressure.
7389                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7390               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop_start)
7391                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop_start))
7392               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7393               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7394               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7395               /* We would really like to know if for any giv that v
7396                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7397                  dominates that combined giv.  However, we
7398                  don't have this detailed control flow information.
7399                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7400                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7401                  validity of last_giv.
7402                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7403                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7404                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7405                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7406               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7407               && (sum = express_from (last_giv, v))
7408               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7409                  doesn't take different costs of registers and constants into
7410                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7411               && (rtx_cost (sum, SET)
7412                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7413               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7414                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7415               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7416                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7417                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7418                   || ! unroll_p)
7419               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7420                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7421             {
7422               v->derived_from = last_giv;
7423               life_end = stats[i].end_luid;
7424
7425               if (loop_dump_stream)
7426                 {
7427                   fprintf (loop_dump_stream,
7428                            "giv at %d derived from %d as ",
7429                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7430                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7431                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7432                 }
7433             }
7434           else if (rescan < 0)
7435             rescan = i;
7436         }
7437     }
7438 }
7439 \f
7440 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7441
7442 void
7443 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7444      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7445      rtx m;          /* multiplicative constant */
7446      rtx a;          /* additive constant */
7447      rtx reg;        /* destination register */
7448      rtx insert_before;
7449 {
7450   rtx seq;
7451   rtx result;
7452
7453   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7454   a = copy_rtx (a);
7455   b = copy_rtx (b);
7456
7457   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7458   update_reg_last_use (a, insert_before);
7459   update_reg_last_use (b, insert_before);
7460   update_reg_last_use (m, insert_before);
7461
7462   start_sequence ();
7463   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7464   if (reg != result)
7465     emit_move_insn (reg, result);
7466   seq = gen_sequence ();
7467   end_sequence ();
7468
7469   emit_insn_before (seq, insert_before);
7470
7471   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new
7472      registers.  Iterate over the sequence we just created and
7473      record them all.  */
7474
7475   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7476     {
7477       int i;
7478       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7479         {
7480           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7481           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7482             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7483         }
7484     }
7485   else if (GET_CODE (seq) == SET
7486            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7487     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7488 }
7489 \f
7490 /* Test whether A * B can be computed without
7491    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7492
7493 static int
7494 product_cheap_p (a, b)
7495      rtx a;
7496      rtx b;
7497 {
7498   int i;
7499   rtx tmp;
7500   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7501   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7502   int win = 1;
7503
7504   /* If only one is constant, make it B.  */
7505   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7506     tmp = a, a = b, b = tmp;
7507
7508   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7509   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7510     return 1;
7511
7512   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7513   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7514     return 0;
7515
7516   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7517      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7518      of insns is generated.  */
7519
7520   rtl_obstack = &temp_obstack;
7521   start_sequence ();
7522   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7523   tmp = gen_sequence ();
7524   end_sequence ();
7525
7526   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7527     {
7528       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7529         win = 1;
7530       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7531         win = 0;
7532       else
7533         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7534           {
7535             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7536
7537             if (GET_CODE (insn) != INSN
7538                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7539                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7540                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7541                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7542                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7543               {
7544                 win = 0;
7545                 break;
7546               }
7547           }
7548     }
7549   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7550            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7551     win = 0;
7552   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7553            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7554            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7555     win = 0;
7556
7557   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7558      allocation to its normal obstack.  */
7559   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7560   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7561
7562   return win;
7563 }
7564 \f
7565 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7566    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7567    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7568    to see if the optimization can be performed.
7569    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7570
7571 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7572    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7573    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7574    faster than one that increments from zero.  */
7575
7576 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7577    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7578    final_[bg]iv_value.  */
7579
7580 static int
7581 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info)
7582      rtx loop_end;
7583      int insn_count;
7584      rtx loop_start;
7585      struct loop_info *loop_info;
7586 {
7587   struct iv_class *bl;
7588   rtx reg;
7589   rtx jump_label;
7590   rtx final_value;
7591   rtx start_value;
7592   rtx new_add_val;
7593   rtx comparison;
7594   rtx before_comparison;
7595   rtx p;
7596   rtx jump;
7597   rtx first_compare;
7598   int compare_and_branch;
7599
7600   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7601      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7602
7603   jump = PREV_INSN (loop_end);
7604   comparison = get_condition_for_loop (jump);
7605   if (comparison == 0)
7606     return 0;
7607
7608   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7609      two instructions.  */
7610   get_condition (jump, &first_compare);
7611   if (first_compare == jump)
7612     compare_and_branch = 1;
7613   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7614     compare_and_branch = 2;
7615   else
7616     return 0;
7617
7618   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7619      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7620      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7621      used between its update and the test insn.  */
7622
7623   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7624     {
7625       if (bl->biv_count == 1
7626           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7627           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7628                                    first_compare))
7629         break;
7630     }
7631
7632   if (! bl)
7633     return 0;
7634
7635   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7636      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7637      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7638      m68k DBRA instruction to be used.  */
7639
7640   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7641         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7642         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7643        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7644       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7645       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7646     {
7647       /* Initial value must be greater than 0,
7648          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7649          the last iteration */
7650
7651       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7652           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7653           && (INTVAL (bl->initial_value)
7654               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7655         {
7656           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7657           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7658             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7659                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7660           bl->nonneg = 1;
7661
7662           return 1;
7663         }
7664
7665       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7666          the loop, then we can safely optimize.  */
7667       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7668         {
7669           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7670             break;
7671           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7672             continue;
7673
7674           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
7675           if (before_comparison
7676               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7677               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7678               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7679               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7680               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7681             {
7682               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7683                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7684                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7685               bl->nonneg = 1;
7686
7687               return 1;
7688             }
7689         }
7690     }
7691   else if (INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7692     {
7693       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7694       /* Can do this if:
7695          all registers modified are induction variables or invariant,
7696          all memory references have non-overlapping addresses
7697          (obviously true if only one write)
7698          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7699       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7700          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7701          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7702          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7703          one biv.  */
7704       int num_nonfixed_reads = 0;
7705       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7706       int no_use_except_counting = 0;
7707       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7708          which is reversible.  */
7709       int reversible_mem_store = 1;
7710
7711       if (bl->giv_count == 0
7712           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
7713         {
7714           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7715
7716           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7717              fall through at the end of the loop, then
7718              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7719           no_use_except_counting = 1;
7720           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7721             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7722               {
7723                 rtx set = single_set (p);
7724
7725                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7726                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7727                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7728                   ;
7729                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7730                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7731                   /* Don't bother about the end test.  */
7732                   ;
7733                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7734                   {
7735                     no_use_except_counting = 0;
7736                     break;
7737                   }
7738               }
7739         }
7740
7741       if (no_use_except_counting)
7742         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7743       else if (num_mem_sets <= 1)
7744         {
7745           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7746             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7747               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
7748
7749           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7750              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7751              might then have the wrong value at loop exit.
7752              This would work if the source was invariant also, however, in that
7753              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7754
7755           if (num_mem_sets == 1)
7756             {
7757               struct induction *v;
7758
7759               reversible_mem_store
7760                 = (! unknown_address_altered
7761                    && ! invariant_p (XEXP (loop_store_mems, 0)));
7762
7763               /* If the store depends on a register that is set after the
7764                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7765                  reversible.  */
7766               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7767                 {
7768                   if (v->giv_type == DEST_REG
7769                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7770                                           XEXP (loop_store_mems, 0))
7771                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7772                     reversible_mem_store = 0;
7773                 }
7774             }
7775         }
7776       else
7777         return 0;
7778
7779       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7780          the memory address check by only reversing loops with
7781          zero or one memory access.
7782          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7783          and that can't be reversed.
7784          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7785          about all these things.  */
7786
7787       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7788            && !loop_has_call
7789            && !loop_has_volatile
7790            && reversible_mem_store
7791            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7792               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7793            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7794           || no_use_except_counting)
7795         {
7796           rtx tem;
7797
7798           /* Loop can be reversed.  */
7799           if (loop_dump_stream)
7800             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7801
7802           /* Now check other conditions:
7803
7804              The increment must be a constant, as must the initial value,
7805              and the comparison code must be LT.
7806
7807              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7808              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7809              confusing.  */
7810
7811           if (comparison
7812               /* for constants, LE gets turned into LT */
7813               && (GET_CODE (comparison) == LT
7814                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7815                       && no_use_except_counting)))
7816             {
7817               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
7818               rtx initial_value, comparison_value;
7819               int nonneg = 0;
7820               enum rtx_code cmp_code;
7821               int comparison_const_width;
7822               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
7823
7824               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
7825               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7826               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
7827                 comparison_const_width
7828                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
7829               else
7830                 comparison_const_width
7831                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
7832               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7833                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
7834               comparison_sign_mask
7835                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
7836
7837               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
7838                  can not reverse this loop.
7839
7840                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
7841                  a whole compute an invariant result, then we could move
7842                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
7843               if (!invariant_p (comparison_value))
7844                 return 0;
7845
7846               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7847                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
7848               initial_value = bl->initial_value;
7849
7850               /* Normalize the initial value if it is an integer and
7851                  has no other use except as a counter.  This will allow
7852                  a few more loops to be reversed.  */
7853               if (no_use_except_counting
7854                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7855                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7856                 {
7857                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
7858                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
7859                      of add_val in order to do the loop reversal, so
7860                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
7861                      Since comparison_value is constant, we know that the
7862                      current comparison code is LT.  */
7863                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
7864                   comparison_val
7865                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
7866                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
7867                      even if there is an overflow, we might still be able to
7868                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
7869                      NE is possible.  */
7870                   initial_value = const0_rtx;
7871                 }
7872
7873               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
7874               if (initial_value == const0_rtx
7875                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count, prefer
7876                      the NE test, since this will allow that instruction to
7877                      be generated.  Note that we must use a vanilla loop
7878                      reversal if the biv is used to calculate a giv or has
7879                      a non-counting use.  */
7880 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
7881                   && (! (add_val == 1 && loop_info->vtop
7882                          && (bl->biv_count == 0
7883                              || no_use_except_counting)))
7884 #endif
7885                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7886                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
7887                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
7888                         & comparison_sign_mask))
7889                 {
7890                   /* Register will always be nonnegative, with value
7891                      0 on last iteration */
7892                   add_adjust = add_val;
7893                   nonneg = 1;
7894                   cmp_code = GE;
7895                 }
7896               else if (add_val == 1 && loop_info->vtop
7897                        && (bl->biv_count == 0
7898                            || no_use_except_counting))
7899                 {
7900                   add_adjust = 0;
7901                   cmp_code = NE;
7902                 }
7903               else
7904                 return 0;
7905
7906               if (GET_CODE (comparison) == LE)
7907                 add_adjust -= add_val;
7908
7909               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
7910                  value is not an exact multiple of the increment, then we
7911                  can not reverse this loop.  */
7912               if (initial_value == const0_rtx
7913                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7914                 {
7915                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
7916                     return 0;
7917                 }
7918               else
7919                 {
7920                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
7921                     return 0;
7922                 }
7923
7924               final_value = comparison_value;
7925
7926               /* Reset these in case we normalized the initial value
7927                  and comparison value above.  */
7928               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7929                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7930                 {
7931                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
7932                   final_value
7933                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
7934                 }
7935               bl->initial_value = initial_value;
7936
7937               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
7938               reg = bl->biv->dest_reg;
7939               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
7940               if (jump_label == pc_rtx)
7941                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
7942               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
7943
7944               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
7945                  to generate a SUB.
7946                  Initialize biv to start_value before loop start.
7947                  The old initializing insn will be deleted as a
7948                  dead store by flow.c.  */
7949               if (initial_value == const0_rtx
7950                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7951                 {
7952                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
7953                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
7954                                     loop_start);
7955                 }
7956               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7957                 {
7958                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
7959                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7960                   enum insn_code icode
7961                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7962                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7963                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7964                             (comparison_value, mode))
7965                       || ! (*insn_operand_predicate[icode][2]) (offset, mode))
7966                     return 0;
7967                   start_value
7968                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
7969                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7970                                      (reg, comparison_value, offset)),
7971                                     loop_start);
7972                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
7973                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
7974                                                 GEN_INT (add_val));
7975                 }
7976               else if (! add_adjust)
7977                 {
7978                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7979                   enum insn_code icode
7980                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7981                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7982                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7983                             (comparison_value, mode))
7984                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][2])
7985                             (initial_value, mode)))
7986                     return 0;
7987                   start_value
7988                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
7989                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7990                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
7991                                     loop_start);
7992                 }
7993               else
7994                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
7995                    better to have a testcase first.  */
7996                 return 0;
7997
7998               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
7999                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8000               start_sequence ();
8001               expand_inc (reg, new_add_val);
8002               tem = gen_sequence ();
8003               end_sequence ();
8004
8005               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8006               delete_insn (bl->biv->insn);
8007
8008               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8009               bl->biv->insn = p;
8010               bl->initial_value = start_value;
8011               bl->biv->add_val = new_add_val;
8012
8013               /* Update loop info.  */
8014               loop_info->initial_value = reg;
8015               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8016               loop_info->final_value = const0_rtx;
8017               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8018               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8019               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8020               loop_info->increment = new_add_val;
8021
8022               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8023                  not delete the label.  */
8024               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8025
8026               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8027                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8028               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8029                   || ! bl->init_insn
8030                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8031                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8032                                  loop_end);
8033
8034               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8035               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8036               if (compare_and_branch == 2)
8037                 delete_insn (first_compare);
8038
8039               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8040               start_sequence ();
8041               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8042                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
8043                                        XEXP (jump_label, 0));
8044               tem = gen_sequence ();
8045               end_sequence ();
8046               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8047
8048               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8049                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8050                    tem = PREV_INSN (tem))
8051                 ;
8052
8053               if (tem)
8054                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8055
8056               if (nonneg)
8057                 {
8058                   if (tem)
8059                     {
8060                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8061                       /* Register is now always nonnegative,
8062                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8063                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8064                                                            REG_NOTES (tem));
8065                     }
8066                   bl->nonneg = 1;
8067                 }
8068
8069               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8070                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8071                  will have to be fixed up.  */
8072
8073               bl->reversed = 1;
8074
8075               if (loop_dump_stream)
8076                 {
8077                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
8078                   if (bl->nonneg)
8079                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
8080                   else
8081                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8082                 }
8083
8084               return 1;
8085             }
8086         }
8087     }
8088
8089   return 0;
8090 }
8091 \f
8092 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8093    based on the insns in the loop that refer to it.
8094    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
8095
8096    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8097
8098    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8099    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8100    start of the loop.  */
8101
8102 static int
8103 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
8104      struct iv_class *bl;
8105      rtx loop_start;
8106      rtx end;
8107      int eliminate_p;
8108      int threshold, insn_count;
8109 {
8110   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8111   rtx p;
8112
8113   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8114      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8115
8116   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8117     {
8118       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8119       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8120
8121       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
8122       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
8123         {
8124           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
8125
8126           if (note)
8127             {
8128               rtx last = XEXP (note, 0);
8129               rtx set = single_set (last);
8130
8131               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
8132                 {
8133                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
8134
8135                   if (regno < max_reg_before_loop
8136                       && REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
8137                       && REG_IV_INFO (regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
8138                     p = last;
8139                 }
8140             }
8141         }
8142       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8143           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8144           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
8145         {
8146           if (loop_dump_stream)
8147             fprintf (loop_dump_stream,
8148                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8149                      bl->regno, INSN_UID (p));
8150           break;
8151         }
8152     }
8153
8154   if (p == end)
8155     {
8156       if (loop_dump_stream)
8157         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8158                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8159       return 1;
8160     }
8161
8162   return 0;
8163 }
8164 \f
8165 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8166    Return non-zero if INSN is first.  */
8167
8168 int
8169 loop_insn_first_p (insn, reference)
8170      rtx insn, reference;
8171 {
8172   rtx p, q;
8173
8174   for (p = insn, q = reference; ;)
8175     {
8176       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8177          first.  */
8178       if (q == insn || ! p)
8179         return 0;
8180       if (p == reference || ! q)
8181         return 1;
8182
8183       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8184           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop)
8185         return INSN_LUID (p) < INSN_LUID (q);
8186
8187       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
8188         p = NEXT_INSN (p);
8189       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8190         q = NEXT_INSN (q);
8191     }
8192 }
8193
8194 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8195    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8196    div derivation is zero.  */
8197 static int
8198 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8199      struct induction *biv, *giv;
8200      rtx insn;
8201 {
8202   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8203      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8204      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8205      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8206   if (giv->auto_inc_opt
8207       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8208            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8209           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8210               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8211     return 0;
8212
8213   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8214      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8215      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8216      bother to make this possible.  */
8217   if (giv->derived_from
8218       && ! (giv->always_executed
8219             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8220             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8221     return 0;
8222   if (giv->same
8223       && giv->same->derived_from
8224       && ! (giv->same->always_executed
8225             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8226             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8227     return 0;
8228
8229   return 1;
8230 }
8231
8232 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8233    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8234
8235    If BIV does not appear in X, return 1.
8236
8237    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8238    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8239    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8240    the loop.  */
8241
8242 static int
8243 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
8244      rtx x, insn;
8245      struct iv_class *bl;
8246      int eliminate_p;
8247      rtx where;
8248 {
8249   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8250   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8251   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8252   struct induction *v;
8253   rtx arg, tem;
8254 #ifdef HAVE_cc0
8255   rtx new;
8256 #endif
8257   int arg_operand;
8258   char *fmt;
8259   int i, j;
8260
8261   switch (code)
8262     {
8263     case REG:
8264       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8265          we can't eliminate it.  */
8266       if (x == reg)
8267         return 0;
8268       return 1;
8269
8270     case SET:
8271       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8272       if (SET_DEST (x) == reg)
8273         return 1;
8274
8275       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8276          it will go away when the giv is reduced.  */
8277       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8278         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8279           return 1;
8280
8281 #ifdef HAVE_cc0
8282       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8283         {
8284           /* Can replace with any giv that was reduced and
8285              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8286              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8287              ??? We disable this optimization to avoid potential
8288              overflows.  */
8289
8290           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8291             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8292                 && v->add_val == const0_rtx
8293                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8294                 && v->mode == mode
8295                 && 0)
8296               {
8297                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8298                   continue;
8299
8300                 if (! eliminate_p)
8301                   return 1;
8302
8303                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8304                    then reverse the comparison.  */
8305                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8306                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8307                                          const0_rtx, v->new_reg);
8308                 else
8309                   new = v->new_reg;
8310
8311                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8312                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8313                   return 1;
8314               }
8315
8316           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8317              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8318              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8319              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8320              overflow problem.  */
8321
8322           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8323             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8324                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8325                 && v->mode == mode
8326                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8327                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8328                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8329                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8330                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8331               {
8332                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8333                   continue;
8334
8335                 if (! eliminate_p)
8336                   return 1;
8337
8338                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8339                    then reverse the comparison.  */
8340                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8341                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8342                                          v->new_reg);
8343                 else
8344                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8345                                          copy_rtx (v->add_val));
8346
8347                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8348                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8349                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8350                   return 1;
8351
8352                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8353                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8354                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8355
8356                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8357                                   where);
8358
8359                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8360                    the compare expression. */
8361                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8362                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8363                   return 1;
8364               }
8365         }
8366 #endif
8367       break;
8368
8369     case COMPARE:
8370     case EQ:  case NE:
8371     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8372     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8373       /* See if either argument is the biv.  */
8374       if (XEXP (x, 0) == reg)
8375         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8376       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8377         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8378       else
8379         break;
8380
8381       if (CONSTANT_P (arg))
8382         {
8383           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8384              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8385              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8386
8387           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8388             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8389                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8390                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8391                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8392                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8393                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8394                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8395                 && v->mode == mode)
8396               {
8397                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8398                   continue;
8399
8400                 if (! eliminate_p)
8401                   return 1;
8402
8403                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8404                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8405
8406                 /* If all constants are actually constant integers and
8407                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8408                    do so.  */
8409                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8410                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8411                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8412                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8413                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8414                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8415                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8416                   return 1;
8417
8418                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8419                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8420                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8421                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8422                   return 1;
8423
8424                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8425                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8426               }
8427
8428           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8429              Insert insns to calculate new compare value.
8430              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8431
8432           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8433             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8434                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8435                 && v->mode == mode
8436                 && 0)
8437               {
8438                 rtx tem;
8439
8440                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8441                   continue;
8442
8443                 if (! eliminate_p)
8444                   return 1;
8445
8446                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8447
8448                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8449                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8450                                  v->new_reg, 1);
8451
8452                 /* Compute value to compare against.  */
8453                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8454                 /* Use it in this insn.  */
8455                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8456                 if (apply_change_group ())
8457                   return 1;
8458               }
8459         }
8460       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8461         {
8462           if (invariant_p (arg) == 1)
8463             {
8464               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8465                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8466                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8467
8468               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8469                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8470                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8471                     && v->mode == mode
8472                     && 0)
8473                   {
8474                     rtx tem;
8475
8476                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8477                       continue;
8478
8479                     if (! eliminate_p)
8480                       return 1;
8481
8482                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8483
8484                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8485                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8486                                      v->new_reg, 1);
8487
8488                     /* Compute value to compare against.  */
8489                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8490                                       tem, where);
8491                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8492                     if (apply_change_group ())
8493                       return 1;
8494                   }
8495             }
8496
8497           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8498              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8499              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8500              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8501              but that can generate poor code.
8502
8503              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8504              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8505              we might have to do a topological sort of the order in which
8506              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8507              this sort of thing now.  */
8508
8509 #if 0
8510           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8511           if (GET_CODE (arg) != REG
8512               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8513             return 0;
8514
8515           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8516              with identical coefficients.  */
8517           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8518             {
8519               struct induction *tv;
8520
8521               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8522                 continue;
8523
8524               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8525                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8526                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8527                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8528                     && tv->mode == mode)
8529                   {
8530                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8531                       continue;
8532
8533                     if (! eliminate_p)
8534                       return 1;
8535
8536                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8537                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8538                     /* Replace other operand with the other giv's
8539                        reduced reg.  */
8540                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8541                     return 1;
8542                   }
8543             }
8544 #endif
8545         }
8546
8547       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8548       return 0;
8549
8550     case MEM:
8551       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8552          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8553       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8554         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8555           return 1;
8556       break;
8557
8558     default:
8559       break;
8560     }
8561
8562   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8563   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8564   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8565     {
8566       switch (fmt[i])
8567         {
8568         case 'e':
8569           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl,
8570                                        eliminate_p, where))
8571             return 0;
8572           break;
8573
8574         case 'E':
8575           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8576             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8577                                          eliminate_p, where))
8578               return 0;
8579           break;
8580         }
8581     }
8582
8583   return 1;
8584 }
8585 \f
8586 /* Return nonzero if the last use of REG
8587    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8588
8589 static int
8590 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8591      rtx reg;
8592      rtx insn;
8593 {
8594   rtx n;
8595   for (n = insn;
8596        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8597        n = NEXT_INSN (n))
8598     {
8599       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8600         return 1;
8601     }
8602   return 0;
8603 }
8604 \f
8605 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8606    just record the location of the set and process it later.  */
8607
8608 static void
8609 record_initial (dest, set)
8610      rtx dest;
8611      rtx set;
8612 {
8613   struct iv_class *bl;
8614
8615   if (GET_CODE (dest) != REG
8616       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8617       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8618     return;
8619
8620   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8621
8622   /* If this is the first set found, record it.  */
8623   if (bl->init_insn == 0)
8624     {
8625       bl->init_insn = note_insn;
8626       bl->init_set = set;
8627     }
8628 }
8629 \f
8630 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8631    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8632    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8633    use it.  */
8634
8635 static void
8636 update_reg_last_use (x, insn)
8637      rtx x;
8638      rtx insn;
8639 {
8640   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8641      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8642      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8643      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8644   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8645       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8646       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8647     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8648   else
8649     {
8650       register int i, j;
8651       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8652       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8653         {
8654           if (fmt[i] == 'e')
8655             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8656           else if (fmt[i] == 'E')
8657             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8658               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8659         }
8660     }
8661 }
8662 \f
8663 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8664    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8665    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8666    be returned.
8667
8668    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8669    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8670    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8671    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8672
8673    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
8674    callers.  Specifically:
8675
8676    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8677    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8678    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8679    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8680        for GE, GEU, and LEU.  */
8681
8682 rtx
8683 get_condition (jump, earliest)
8684      rtx jump;
8685      rtx *earliest;
8686 {
8687   enum rtx_code code;
8688   rtx prev = jump;
8689   rtx set;
8690   rtx tem;
8691   rtx op0, op1;
8692   int reverse_code = 0;
8693   int did_reverse_condition = 0;
8694   enum machine_mode mode;
8695
8696   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8697   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8698       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
8699     return 0;
8700
8701   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8702   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8703   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
8704   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
8705
8706   if (earliest)
8707     *earliest = jump;
8708
8709   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8710      the condition.  */
8711   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
8712       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
8713     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
8714
8715   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8716      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8717      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8718      in cse.c  */
8719
8720   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
8721     {
8722       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8723       rtx x = 0;
8724
8725 #ifdef HAVE_cc0
8726       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8727          insn.  */
8728       if (op0 == cc0_rtx)
8729         {
8730           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8731               || GET_CODE (prev) != INSN
8732               || (set = single_set (prev)) == 0
8733               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8734             return 0;
8735
8736           op0 = SET_SRC (set);
8737           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8738           if (earliest)
8739             *earliest = prev;
8740         }
8741 #endif
8742
8743       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8744       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8745         {
8746           op1 = XEXP (op0, 1);
8747           op0 = XEXP (op0, 0);
8748           continue;
8749         }
8750       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8751         break;
8752
8753       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8754          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8755          we don't want to bother dealing with it.  */
8756
8757       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8758           || GET_CODE (prev) != INSN
8759           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8760           || (set = single_set (prev)) == 0)
8761         break;
8762
8763       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8764          relevant.  */
8765       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8766         {
8767           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
8768
8769           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8770              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8771              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8772              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8773              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8774              should not affect other platforms.
8775
8776              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8777              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
8778              modeless comparisons inside branch patterns.
8779
8780              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
8781              in simplify_comparison in combine.  */
8782
8783           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
8784                || (((code == NE
8785                      || (code == LT
8786                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8787                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8788                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8789                          && (STORE_FLAG_VALUE
8790                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8791                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8792 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8793                      || (code == LT
8794                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8795                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8796 #endif
8797                      ))
8798                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
8799               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8800                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8801                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8802             x = SET_SRC (set);
8803           else if (((code == EQ
8804                      || (code == GE
8805                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8806                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8807                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8808                          && (STORE_FLAG_VALUE
8809                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8810                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8811 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8812                      || (code == GE
8813                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8814                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8815 #endif
8816                      ))
8817                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
8818                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8819                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8820                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8821
8822             {
8823               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
8824                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
8825                  have had to reverse the condition.  */
8826               did_reverse_condition ^= 1;
8827               reverse_code = 1;
8828               x = SET_SRC (set);
8829             }
8830           else
8831             break;
8832         }
8833
8834       else if (reg_set_p (op0, prev))
8835         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
8836         break;
8837
8838       if (x)
8839         {
8840           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
8841             code = GET_CODE (x);
8842           if (reverse_code)
8843             {
8844               code = reverse_condition (code);
8845               did_reverse_condition ^= 1;
8846               reverse_code = 0;
8847             }
8848
8849           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
8850           if (earliest)
8851             *earliest = prev;
8852         }
8853     }
8854
8855   /* If constant is first, put it last.  */
8856   if (CONSTANT_P (op0))
8857     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
8858
8859   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
8860      was really being compared, so fail.  */
8861   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
8862     return 0;
8863
8864   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
8865      if we can do computations in the relevant mode and we do not
8866      overflow.  */
8867
8868   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
8869       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
8870       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8871     {
8872       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
8873       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
8874       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
8875         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
8876
8877       switch (code)
8878         {
8879         case LE:
8880           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
8881             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
8882           break;
8883
8884         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
8885            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
8886         case GE:
8887           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
8888               != (((HOST_WIDE_INT) 1
8889                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
8890             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
8891           break;
8892
8893         case LEU:
8894           if (uconst_val < max_val)
8895             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
8896           break;
8897
8898         case GEU:
8899           if (uconst_val != 0)
8900             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
8901           break;
8902
8903         default:
8904           break;
8905         }
8906     }
8907
8908   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
8909      EQ or NE, return zero.  */
8910   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
8911       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
8912       && ! flag_fast_math
8913       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
8914     return 0;
8915
8916 #ifdef HAVE_cc0
8917   /* Never return CC0; return zero instead.  */
8918   if (op0 == cc0_rtx)
8919     return 0;
8920 #endif
8921
8922   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
8923 }
8924
8925 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
8926    unless both operands are invariants.  */
8927
8928 rtx
8929 get_condition_for_loop (x)
8930      rtx x;
8931 {
8932   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
8933
8934   if (comparison == 0
8935       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
8936       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
8937     return comparison;
8938
8939   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
8940                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
8941 }
8942
8943 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
8944 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
8945    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds.
8946    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
8947    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
8948  */
8949
8950 static void
8951 insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info)
8952      rtx loop_start, loop_end;
8953      struct loop_info *loop_info;
8954 {
8955   int i;
8956   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
8957
8958   int increment_direction, compare_direction;
8959
8960   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
8961       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
8962   int add_iteration = 0;
8963
8964   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
8965
8966   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
8967
8968   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
8969   if (loop_info->unroll_number == -1)
8970     return;
8971
8972   /* Make sure that the count register is not in use.  */
8973   if (loop_used_count_register [loop_num])
8974     {
8975       if (loop_dump_stream)
8976         fprintf (loop_dump_stream,
8977                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
8978                  loop_num);
8979       return;
8980     }
8981
8982   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
8983   if (indirect_jump_in_function)
8984     {
8985       if (loop_dump_stream)
8986         fprintf (loop_dump_stream,
8987                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
8988                  loop_num);
8989       return;
8990     }
8991
8992   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
8993   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
8994       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
8995       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
8996     {
8997       if (loop_dump_stream)
8998         fprintf (loop_dump_stream,
8999                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
9000                  loop_num);
9001       return;
9002     }
9003
9004   /* Make sure that the loop does not contain a function call
9005      (the count register might be altered by the called function).  */
9006   if (loop_has_call)
9007     {
9008       if (loop_dump_stream)
9009         fprintf (loop_dump_stream,
9010                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
9011                  loop_num);
9012       return;
9013     }
9014
9015   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
9016      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
9017   if (loop_has_tablejump)
9018     {
9019       if (loop_dump_stream)
9020         fprintf (loop_dump_stream,
9021                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
9022                  loop_num);
9023       return;
9024     }
9025
9026   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
9027   if (loop_info->unroll_number > 1)
9028     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
9029   else
9030     n_iterations = loop_info->n_iterations;
9031
9032   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
9033     {
9034       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
9035       if (loop_dump_stream)
9036         fprintf (loop_dump_stream,
9037                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
9038                  loop_num);
9039       return;
9040     }
9041
9042   /* Try to instrument the loop.  */
9043
9044   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
9045   if (n_iterations > 0)
9046     {
9047       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
9048       for (i = loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
9049         loop_used_count_register[i] = 1;
9050       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
9051       return;
9052     }
9053
9054   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
9055      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
9056      of the number of iterations.  */
9057
9058   if (loop_info->iteration_var == 0)
9059     {
9060       if (loop_dump_stream)
9061         fprintf (loop_dump_stream,
9062                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9063                  loop_num);
9064       return;
9065     }
9066
9067   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9068       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9069     {
9070       if (loop_dump_stream)
9071         fprintf (loop_dump_stream,
9072                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9073                  loop_num);
9074       return;
9075     }
9076
9077   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9078   if (loop_info->comparison_code == NE)
9079     {
9080       if (loop_dump_stream)
9081         fprintf (loop_dump_stream,
9082                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9083                  loop_num);
9084       return;
9085     }
9086 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9087 #if 0
9088   else
9089     {
9090       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9091          loop executes at least once.  */
9092       rtx sequence;
9093       rtx iterations_num_reg;
9094
9095       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9096         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9097
9098       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9099          expensive) divide is needed.  */
9100       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9101         {
9102           if (loop_dump_stream)
9103             fprintf (loop_dump_stream,
9104                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9105           return;
9106         }
9107
9108       /* compute the number of iterations */
9109       start_sequence ();
9110       {
9111         rtx temp_reg;
9112
9113         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9114            ;
9115            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9116            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9117            ;                                           increment
9118          */
9119         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9120            expand_binop?  */
9121         if (compare_direction > 0)
9122           {
9123             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9124             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9125                                      comparison_value, initial_value,
9126                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9127           }
9128         else
9129           {
9130             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9131                                      initial_value, comparison_value,
9132                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9133           }
9134
9135         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9136           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9137                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9138                                             + add_iteration),
9139                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9140
9141         if (increment_value_abs != 1)
9142           {
9143             /* ??? This will generate an expensive divide instruction for
9144                most targets.  The original authors apparently expected this
9145                to be a shift, since they test for power-of-2 divisors above,
9146                but just naively generating a divide instruction will not give
9147                a shift.  It happens to work for the PowerPC target because
9148                the rs6000.md file has a divide pattern that emits shifts.
9149                It will probably not work for any other target.  */
9150             iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, sdiv_optab,
9151                                                temp_reg,
9152                                                GEN_INT (increment_value_abs),
9153                                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9154           }
9155         else
9156           iterations_num_reg = temp_reg;
9157       }
9158       sequence = gen_sequence ();
9159       end_sequence ();
9160       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9161       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9162     }
9163
9164   return;
9165 #endif /* Complex case */
9166 }
9167
9168 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9169    1. A new counter register is created.
9170    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9171    passed in the loop_num_iterations parameter.
9172    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9173    The created comparison follows the pattern defined for the
9174    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9175    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9176    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9177    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9178
9179 static void
9180 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9181      rtx loop_start, loop_end;
9182      rtx loop_num_iterations;
9183 {
9184   rtx counter_reg;
9185   rtx start_label;
9186   rtx sequence;
9187
9188   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9189     {
9190       if (loop_dump_stream)
9191         {
9192           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9193           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9194             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9195                      INTVAL (loop_num_iterations));
9196           else
9197             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9198           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9199         }
9200
9201       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9202          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9203       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9204
9205       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9206       start_label = gen_label_rtx ();
9207       emit_label_after (start_label, loop_start);
9208
9209       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9210       start_sequence ();
9211       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9212       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9213       sequence = gen_sequence ();
9214       end_sequence ();
9215       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9216
9217       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9218          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9219          later recognized by assembly generation phase).  */
9220       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9221                                                                 start_label),
9222                              loop_end);
9223       LABEL_NUSES (start_label)++;
9224     }
9225
9226 }
9227 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9228
9229 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9230
9231    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9232    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9233 static int
9234 indirect_jump_in_function_p (start)
9235      rtx start;
9236 {
9237   rtx insn;
9238
9239   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9240     if (computed_jump_p (insn))
9241       return 1;
9242
9243   return 0;
9244 }
9245
9246 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9247    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9248    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9249
9250 static int
9251 insert_loop_mem (mem, data)
9252      rtx *mem;
9253      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9254 {
9255   int i;
9256   rtx m = *mem;
9257
9258   if (m == NULL_RTX)
9259     return 0;
9260
9261   switch (GET_CODE (m))
9262     {
9263     case MEM:
9264       break;
9265
9266     case CONST_DOUBLE:
9267       /* We're not interested in the MEM associated with a
9268          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9269       return -1;
9270
9271     default:
9272       /* This is not a MEM.  */
9273       return 0;
9274     }
9275
9276   /* See if we've already seen this MEM.  */
9277   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9278     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem))
9279       {
9280         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9281           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9282              this happens, something tricky is going on, and we just
9283              don't optimize accesses to this MEM.  */
9284           loop_mems[i].optimize = 0;
9285
9286         return 0;
9287       }
9288
9289   /* Resize the array, if necessary.  */
9290   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated)
9291     {
9292       if (loop_mems_allocated != 0)
9293         loop_mems_allocated *= 2;
9294       else
9295         loop_mems_allocated = 32;
9296
9297       loop_mems = (loop_mem_info*)
9298         xrealloc (loop_mems,
9299                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
9300     }
9301
9302   /* Actually insert the MEM.  */
9303   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9304   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9305      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9306      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9307      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9308   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9309   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9310   ++loop_mems_idx;
9311
9312   return 0;
9313 }
9314
9315 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9316    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9317    values after load_mems.  */
9318
9319 static void
9320 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
9321                                      insn_count)
9322      rtx scan_start;
9323      rtx end;
9324      rtx loop_top;
9325      rtx start;
9326      int *insn_count;
9327 {
9328   int nregs = max_reg_num ();
9329
9330   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
9331
9332   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9333      created new registers.  */
9334   if (max_reg_num () > nregs)
9335     {
9336       int i;
9337       int old_nregs;
9338
9339       old_nregs = nregs;
9340       nregs = max_reg_num ();
9341
9342       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9343         {
9344           /* Grow all the arrays.  */
9345           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9346           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9347           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9348           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9349         }
9350       /* Clear the arrays */
9351       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9352       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9353       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9354
9355       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
9356                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9357                            insn_count, nregs);
9358
9359       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9360         {
9361           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9362           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9363         }
9364
9365 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9366       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9367          create CCmode register copies.  */
9368       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9369         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9370           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9371 #endif
9372
9373       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9374       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9375              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9376              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9377     }
9378 }
9379
9380 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
9381    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
9382    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
9383
9384 static void
9385 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
9386      rtx scan_start;
9387      rtx end;
9388      rtx loop_top;
9389      rtx start;
9390 {
9391   int maybe_never = 0;
9392   int i;
9393   rtx p;
9394   rtx label = NULL_RTX;
9395   rtx end_label;
9396
9397   if (loop_mems_idx > 0)
9398     {
9399       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9400       int next_maybe_never = 0;
9401
9402       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9403          loop are never executed.  */
9404       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9405            p != NULL_RTX && !maybe_never;
9406            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9407         {
9408           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9409             maybe_never = 1;
9410           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9411                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
9412                       around to the beginning, don't set maybe_never
9413                       for that.  This must be an unconditional jump,
9414                       otherwise the code at the top of the loop might
9415                       never be executed.  Unconditional jumps are
9416                       followed a by barrier then loop end.  */
9417                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9418                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
9419                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
9420                          && simplejump_p (p)))
9421             {
9422               if (!condjump_p (p))
9423                 /* Something complicated.  */
9424                 maybe_never = 1;
9425               else
9426                 /* If there are any more instructions in the loop, they
9427                    might not be reached.  */
9428                 next_maybe_never = 1;
9429             }
9430           else if (next_maybe_never)
9431             maybe_never = 1;
9432         }
9433
9434       /* Actually move the MEMs.  */
9435       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9436         {
9437           int written = 0;
9438           rtx reg;
9439           rtx mem = loop_mems[i].mem;
9440           rtx mem_list_entry;
9441
9442           if (MEM_VOLATILE_P (mem)
9443               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
9444             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9445             loop_mems[i].optimize = 0;
9446
9447           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9448              one is aliased by one of them.  */
9449           mem_list_entry = loop_store_mems;
9450           while (mem_list_entry)
9451             {
9452               if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9453                 written = 1;
9454               else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9455                                         mem, rtx_varies_p))
9456                 {
9457                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9458                   loop_mems[i].optimize = 0;
9459                   break;
9460                 }
9461               mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9462             }
9463
9464           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9465              are no reads from another MEM that aliases this one.  */
9466           if (loop_mems[i].optimize && written)
9467             {
9468               int j;
9469
9470               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9471                 {
9472                   if (j == i)
9473                     continue;
9474                   else if (true_dependence (mem,
9475                                             VOIDmode,
9476                                             loop_mems[j].mem,
9477                                             rtx_varies_p))
9478                     {
9479                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9480                          the loop because writes to it might not be
9481                          seen by reads from loop_mems[j].  */
9482                       loop_mems[i].optimize = 0;
9483                       break;
9484                     }
9485                 }
9486             }
9487
9488           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9489             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9490                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9491             loop_mems[i].optimize = 0;
9492
9493           if (!loop_mems[i].optimize)
9494             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9495                loop, but later discovered that we could not.  */
9496             continue;
9497
9498           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9499              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9500              out of the loop just because this REG is neither a
9501              user-variable nor used in the loop test.  */
9502           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9503           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9504           loop_mems[i].reg = reg;
9505
9506           /* Now, replace all references to the MEM with the
9507              corresponding pesudos.  */
9508           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9509                p != NULL_RTX;
9510                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9511             {
9512               rtx_and_int ri;
9513               ri.r = p;
9514               ri.i = i;
9515               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9516             }
9517
9518           if (!apply_change_group ())
9519             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9520             loop_mems[i].optimize = 0;
9521           else
9522             {
9523               rtx set;
9524
9525               /* Load the memory immediately before START, which is
9526                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
9527               set = gen_move_insn (reg, mem);
9528               emit_insn_before (set, start);
9529
9530               if (written)
9531                 {
9532                   if (label == NULL_RTX)
9533                     {
9534                       /* We must compute the former
9535                          right-after-the-end label before we insert
9536                          the new one.  */
9537                       end_label = next_label (end);
9538                       label = gen_label_rtx ();
9539                       emit_label_after (label, end);
9540                     }
9541
9542                   /* Store the memory immediately after END, which is
9543                    the NOTE_LOOP_END.  */
9544                   set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9545                   emit_insn_after (set, label);
9546                 }
9547
9548               if (loop_dump_stream)
9549                 {
9550                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9551                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9552                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9553                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
9554                 }
9555             }
9556         }
9557     }
9558
9559   if (label != NULL_RTX)
9560     {
9561       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9562          label with the new one.  */
9563       rtx_pair rr;
9564       rr.r1 = end_label;
9565       rr.r2 = label;
9566
9567       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
9568         {
9569           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9570
9571           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9572              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9573              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9574              because the immediately following unroll pass will use it.
9575              replace_label would not work anyways, because that only handles
9576              LABEL_REFs.  */
9577           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9578             JUMP_LABEL (p) = label;
9579         }
9580     }
9581 }
9582
9583 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9584    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9585    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9586    and the MEM we are currently replacing.  */
9587
9588 static int
9589 replace_loop_mem (mem, data)
9590      rtx *mem;
9591      void *data;
9592 {
9593   rtx_and_int *ri;
9594   rtx insn;
9595   int i;
9596   rtx m = *mem;
9597
9598   if (m == NULL_RTX)
9599     return 0;
9600
9601   switch (GET_CODE (m))
9602     {
9603     case MEM:
9604       break;
9605
9606     case CONST_DOUBLE:
9607       /* We're not interested in the MEM associated with a
9608          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9609       return -1;
9610
9611     default:
9612       /* This is not a MEM.  */
9613       return 0;
9614     }
9615
9616   ri = (rtx_and_int*) data;
9617   i = ri->i;
9618
9619   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9620     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9621     return 0;
9622
9623   insn = ri->r;
9624
9625   /* Actually replace the MEM.  */
9626   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9627
9628   return 0;
9629 }
9630
9631 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9632    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9633    respectively.  */
9634
9635 static int
9636 replace_label (x, data)
9637      rtx *x;
9638      void *data;
9639 {
9640   rtx l = *x;
9641   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9642   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9643
9644   if (l == NULL_RTX)
9645     return 0;
9646
9647   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9648     return 0;
9649
9650   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9651     return 0;
9652
9653   XEXP (l, 0) = new_label;
9654   ++LABEL_NUSES (new_label);
9655   --LABEL_NUSES (old_label);
9656
9657   return 0;
9658 }
9659