OSDN Git Service

* loop.c (check_insn_for_bivs, for_every_insn_in_loop,
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997,
3    1998, 1999, 2000 Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GNU CC.
6
7 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22
23 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
24    It finds invariant computations within loops and moves them
25    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and 
26    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
27    induction variables, and induction variable elimination is applied to
28    the basic induction variables.
29
30    It also finds cases where
31    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
32    and changes these to zero the entire register once before the loop
33    and merely copy the low part within the loop.
34
35    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
36    while to do these things.  */
37
38 #include "config.h"
39 #include "system.h"
40 #include "rtl.h"
41 #include "tm_p.h"
42 #include "obstack.h"
43 #include "function.h"
44 #include "expr.h"
45 #include "basic-block.h"
46 #include "insn-config.h"
47 #include "insn-flags.h"
48 #include "regs.h"
49 #include "hard-reg-set.h"
50 #include "recog.h"
51 #include "flags.h"
52 #include "real.h"
53 #include "loop.h"
54 #include "cselib.h"
55 #include "except.h"
56 #include "toplev.h"
57
58 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
59    The luids are like uids but increase monotonically always.
60    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
61
62 int *uid_luid;
63
64 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
65    number the insn is contained in.  */
66
67 struct loop **uid_loop;
68
69 /* 1 + largest uid of any insn.  */
70
71 int max_uid_for_loop;
72
73 /* 1 + luid of last insn.  */
74
75 static int max_luid;
76
77 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
78    next few tables.  */
79
80 static int max_loop_num;
81
82 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
83    is set during the loop being scanned.
84    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
85    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
86    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
87    not known equal to a constant.
88    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
89    while the failed candidates have the original number of times set.
90
91    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
92    < 0 a conditionally invariant one.  */
93
94 static varray_type set_in_loop;
95
96 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
97    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
98    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
99
100 static varray_type n_times_set;
101
102 /* Index by register number, 1 indicates that the register
103    cannot be moved or strength reduced.  */
104
105 static varray_type may_not_optimize;
106
107 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
108    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
109
110 static varray_type reg_single_usage;
111
112 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
113    This reduces the desire to move it out of another.  */
114
115 static char *moved_once;
116
117 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
118
119 static rtx loop_store_mems;
120
121 /* The insn where the first of these was found.  */
122 static rtx first_loop_store_insn;
123
124 typedef struct loop_mem_info {
125   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
126   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
127   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
128 } loop_mem_info;
129
130 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
131    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
132    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
133    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
134
135 static loop_mem_info *loop_mems;
136
137 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
138
139 static int loop_mems_idx;
140
141 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
142
143 static int loop_mems_allocated;
144
145 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current
146    loop.  This happens if the loop contains a call (in which case
147    `loop_info->has_call' will also be set) or if we store into more
148    than NUM_STORES MEMs.  */
149
150 static int unknown_address_altered;
151
152 /* The above doesn't count any readonly memory locations that are stored.
153    This does.  */
154
155 static int unknown_constant_address_altered;
156
157 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
158 static int num_movables;
159
160 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
161 static int num_mem_sets;
162
163 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
164    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
165 unsigned int max_reg_before_loop;
166
167 /* The value to pass to the next call of reg_scan_update.  */
168 static int loop_max_reg;
169
170 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
171    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
172    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
173    that array.  */
174
175 static struct obstack temp_obstack;
176
177 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
178
179 extern struct obstack *rtl_obstack;
180
181 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
182 #define obstack_chunk_free free
183 \f
184 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
185    is made to record all the movable insns found.
186    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
187
188 struct movable
189 {
190   rtx insn;                     /* A movable insn */
191   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
192   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
193   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
194                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
195   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
196                                    that must be moved with this one.  */
197   unsigned int regno;           /* The register it sets */
198   short lifetime;               /* lifetime of that register;
199                                    may be adjusted when matching movables
200                                    that load the same value are found.  */
201   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
202                                    including other movables that force this
203                                    or match this one.  */
204   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
205   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
206   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
207                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
208                    that the reg is live outside the range from where it is set
209                    to the following label.  */
210   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
211   
212   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
213                                    In particular, moving it does not make it
214                                    invariant.  */
215   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
216                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
217   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
218                                     first insn of a consecutive sets group.  */
219   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
220   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
221                                    that we should avoid changing when clearing
222                                    the rest of the reg.  */
223   struct movable *match;        /* First entry for same value */
224   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
225   struct movable *next;
226 };
227
228 static struct movable *the_movables;
229
230 FILE *loop_dump_stream;
231
232 /* Forward declarations.  */
233
234 static void verify_dominator PARAMS ((struct loop *));
235 static void find_and_verify_loops PARAMS ((rtx, struct loops *));
236 static void mark_loop_jump PARAMS ((rtx, struct loop *));
237 static void prescan_loop PARAMS ((struct loop *));
238 static int reg_in_basic_block_p PARAMS ((rtx, rtx));
239 static int consec_sets_invariant_p PARAMS ((const struct loop *,
240                                             rtx, int, rtx));
241 static int labels_in_range_p PARAMS ((rtx, int));
242 static void count_one_set PARAMS ((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
243
244 static void count_loop_regs_set PARAMS ((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
245                                          int *, int)); 
246 static void note_addr_stored PARAMS ((rtx, rtx, void *));
247 static void note_set_pseudo_multiple_uses PARAMS ((rtx, rtx, void *));
248 static int loop_reg_used_before_p PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx));
249 static void scan_loop PARAMS ((struct loop*, int, int));
250 #if 0
251 static void replace_call_address PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
252 #endif
253 static rtx skip_consec_insns PARAMS ((rtx, int));
254 static int libcall_benefit PARAMS ((rtx));
255 static void ignore_some_movables PARAMS ((struct movable *));
256 static void force_movables PARAMS ((struct movable *));
257 static void combine_movables PARAMS ((struct movable *, int));
258 static int regs_match_p PARAMS ((rtx, rtx, struct movable *));
259 static int rtx_equal_for_loop_p PARAMS ((rtx, rtx, struct movable *));
260 static void add_label_notes PARAMS ((rtx, rtx));
261 static void move_movables PARAMS ((struct loop *loop, struct movable *, 
262                                    int, int, int));
263 static int count_nonfixed_reads PARAMS ((const struct loop *, rtx));
264 static void strength_reduce PARAMS ((struct loop *, int, int, int));
265 static void find_single_use_in_loop PARAMS ((rtx, rtx, varray_type));
266 static int valid_initial_value_p PARAMS ((rtx, rtx, int, rtx));
267 static void find_mem_givs PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx, int, int));
268 static void record_biv PARAMS ((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *, 
269                                 int, int, int));
270 static void check_final_value PARAMS ((const struct loop *,
271                                        struct induction *));
272 static void record_giv PARAMS ((const struct loop *, struct induction *, 
273                                 rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, 
274                                 int, int, rtx *));
275 static void update_giv_derive PARAMS ((const struct loop *, rtx));
276 static int basic_induction_var PARAMS ((const struct loop *, rtx, 
277                                         enum machine_mode, rtx, rtx,
278                                         rtx *, rtx *, rtx **, int *));
279 static rtx simplify_giv_expr PARAMS ((const struct loop *, rtx, int *));
280 static int general_induction_var PARAMS ((const struct loop *loop, rtx, rtx *,
281                                           rtx *, rtx *, int, int *));
282 static int consec_sets_giv PARAMS ((const struct loop *, int, rtx,
283                                     rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
284 static int check_dbra_loop PARAMS ((struct loop *, int));
285 static rtx express_from_1 PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
286 static rtx combine_givs_p PARAMS ((struct induction *, struct induction *));
287 static void combine_givs PARAMS ((struct iv_class *));
288 struct recombine_givs_stats;
289 static int find_life_end PARAMS ((rtx, struct recombine_givs_stats *,
290                                   rtx, rtx));
291 static void recombine_givs PARAMS ((const struct loop *, struct iv_class *,
292                                     int));
293 static int product_cheap_p PARAMS ((rtx, rtx));
294 static int maybe_eliminate_biv PARAMS ((const struct loop *, struct iv_class *,
295                                         int, int, int));
296 static int maybe_eliminate_biv_1 PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx, 
297                                           struct iv_class *, int, rtx));
298 static int last_use_this_basic_block PARAMS ((rtx, rtx));
299 static void record_initial PARAMS ((rtx, rtx, void *));
300 static void update_reg_last_use PARAMS ((rtx, rtx));
301 static rtx next_insn_in_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
302 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PARAMS ((const struct loop*,
303                                                          int *));
304 static void load_mems PARAMS ((const struct loop *));
305 static int insert_loop_mem PARAMS ((rtx *, void *));
306 static int replace_loop_mem PARAMS ((rtx *, void *));
307 static int replace_loop_reg PARAMS ((rtx *, void *));
308 static void note_reg_stored PARAMS ((rtx, rtx, void *));
309 static void try_copy_prop PARAMS ((const struct loop *, rtx, unsigned int));
310 static int replace_label PARAMS ((rtx *, void *));
311 static void check_insn_for_givs PARAMS((struct loop *, rtx, int, int));
312 static void check_insn_for_bivs PARAMS((struct loop *, rtx, int, int));
313
314 typedef struct rtx_and_int {
315   rtx r;
316   int i;
317 } rtx_and_int;
318
319 typedef struct rtx_pair {
320   rtx r1;
321   rtx r2;
322 } rtx_pair;
323
324 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
325 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
326   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
327    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
328    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
329
330 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
331 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
332 static void insert_bct PARAMS ((struct loop *));
333
334 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
335 static void instrument_loop_bct PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
336 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
337
338 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
339 int indirect_jump_in_function = 0;
340 static int indirect_jump_in_function_p PARAMS ((rtx));
341
342 static int compute_luids PARAMS ((rtx, rtx, int));
343
344 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PARAMS ((struct induction *,
345                                                    struct induction *, rtx));
346 \f
347 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
348 static int add_cost;
349 #if 0
350 static int shift_cost;
351 static int mult_cost;
352 #endif
353
354 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
355    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
356 static int copy_cost;
357
358 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
359 static int reg_address_cost;
360
361
362 void
363 init_loop ()
364 {
365   char *free_point = (char *) oballoc (1);
366   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
367
368   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
369
370 #ifdef ADDRESS_COST
371   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
372 #else
373   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
374 #endif
375
376   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
377      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
378      will be far less than the cost of an add.  */
379
380   copy_cost = 2 * 2;
381
382   /* Free the objects we just allocated.  */
383   obfree (free_point);
384
385   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
386   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
387 }
388 \f
389 /* Compute the mapping from uids to luids.
390    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
391    except that luids increase monotonically through the code.
392    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
393    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
394 static int
395 compute_luids (start, end, prev_luid)
396      rtx start, end;
397      int prev_luid;
398 {
399   int i;
400   rtx insn;
401
402   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
403     {
404       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
405         continue;
406       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
407          luids between two insns is not affected by -g.  */
408       if (GET_CODE (insn) != NOTE
409           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
410         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
411       else
412         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
413         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
414     }
415   return i + 1;
416 }
417 \f
418 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
419    on the current function.  F is the first insn of the function
420    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
421    (or 0 if none should be output).  */
422
423 void
424 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
425      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
426      rtx f;
427      FILE *dumpfile;
428      int unroll_p, bct_p;
429 {
430   register rtx insn;
431   register int i;
432   struct loops loops_data;
433   struct loops *loops = &loops_data;
434   struct loop_info *loops_info;
435
436   loop_dump_stream = dumpfile;
437
438   init_recog_no_volatile ();
439
440   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
441   loop_max_reg = max_reg_before_loop;
442
443   regs_may_share = 0;
444
445   /* Count the number of loops.  */
446
447   max_loop_num = 0;
448   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
449     {
450       if (GET_CODE (insn) == NOTE
451           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
452         max_loop_num++;
453     }
454
455   /* Don't waste time if no loops.  */
456   if (max_loop_num == 0)
457     return;
458
459   loops->num = max_loop_num;
460
461   moved_once = (char *) xcalloc (max_reg_before_loop, sizeof (char));
462
463   /* Get size to use for tables indexed by uids.
464      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
465   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
466
467   uid_luid = (int *) xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (int));
468   uid_loop = (struct loop **) xcalloc (max_uid_for_loop, 
469                                        sizeof (struct loop *));
470
471   /* Allocate storage for array of loops.  */
472   loops->array = (struct loop *)
473     xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop));
474
475   /* Find and process each loop.
476      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
477   find_and_verify_loops (f, loops);
478
479   /* Allocate and initialize auxiliary loop information.  */
480   loops_info = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop_info));
481   for (i = 0; i < loops->num; i++)
482     loops->array[i].aux = loops_info + i;
483
484   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
485      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
486      function.  */
487   reg_scan (f, max_reg_before_loop, 1);
488
489   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
490      will have entries in the register tables.
491
492      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
493      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
494   init_alias_analysis ();
495
496   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
497      one more that the maximum uid of all insn.  */
498   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
499     abort ();
500   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
501   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
502
503   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it
504      might have rearranged code afterwards, so we need to recompute
505      the luids now.  */
506   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
507
508   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
509      deleted.  It is possible that the first or last insn
510      using some register has been deleted by cross-jumping.
511      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
512      points to the general area where that insn used to be.  */
513   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
514     {
515       uid_luid[0] = uid_luid[i];
516       if (uid_luid[0] != 0)
517         break;
518     }
519   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
520     if (uid_luid[i] == 0)
521       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
522
523   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
524      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
525   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
526
527   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
528      before outer ones.  */
529   for (i = max_loop_num - 1; i >= 0; i--)
530     {
531       struct loop *loop = &loops->array[i];
532
533       if (! loop->invalid && loop->end)
534         scan_loop (loop, unroll_p, bct_p);
535     }
536
537   /* If there were lexical blocks inside the loop, they have been
538      replicated.  We will now have more than one NOTE_INSN_BLOCK_BEG
539      and NOTE_INSN_BLOCK_END for each such block.  We must duplicate
540      the BLOCKs as well.  */
541   if (write_symbols != NO_DEBUG)
542     reorder_blocks ();
543
544   end_alias_analysis ();
545
546   /* Clean up.  */
547   free (moved_once);
548   free (uid_luid);
549   free (uid_loop);
550   free (loops_info);
551   free (loops->array);
552 }
553 \f
554 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
555    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
556    respectively.  LOOP->TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
557    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
558    bottom.  */
559
560 static rtx
561 next_insn_in_loop (loop, insn)
562      const struct loop *loop;
563      rtx insn;
564 {
565   insn = NEXT_INSN (insn);
566
567   if (insn == loop->end)
568     {
569       if (loop->top)
570         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
571         insn = loop->top;
572       else
573         /* We're done.  */
574         insn = NULL_RTX;
575     }
576
577   if (insn == loop->scan_start)
578     /* We're done.  */
579     insn = NULL_RTX;
580
581   return insn;
582 }
583
584 /* Optimize one loop described by LOOP.  */
585
586 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
587    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
588    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
589    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
590    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
591
592 static void
593 scan_loop (loop, unroll_p, bct_p)
594      struct loop *loop;
595      int unroll_p, bct_p;
596 {
597   register int i;
598   rtx loop_start = loop->start;
599   rtx loop_end = loop->end;
600   /* Additional information about the current loop being processed
601      that is used to compute the number of loop iterations for loop
602      unrolling and doloop optimization.  */
603   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
604   rtx p;
605   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
606   int maybe_never = 0;
607   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
608      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
609   int call_passed = 0;
610   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
611   rtx loop_entry_jump = 0;
612   /* Number of insns in the loop.  */
613   int insn_count;
614   int in_libcall = 0;
615   int tem;
616   rtx temp, update_start, update_end;
617   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
618   rtx set, set1;
619   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
620   struct movable *movables = 0;
621   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
622   struct movable *last_movable = 0;
623   /* Ratio of extra register life span we can justify
624      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
625      since in that case saving an insn makes more difference
626      and more registers are available.  */
627   int threshold;
628   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
629   int loop_depth = 0;
630   int nregs;
631
632   loop->top = 0;
633
634   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
635      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
636      that is too complex to duplicate in front of the loop.
637
638      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
639      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
640      (because we might have a loop executed only once that contains a
641      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
642      (in case we have a degenerate loop).
643
644      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
645      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
646      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
647      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
648      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
649
650   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
651        p != loop_end
652          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
653          && (GET_CODE (p) != NOTE
654              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
655                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
656        p = NEXT_INSN (p))
657     ;
658
659   loop->scan_start = p;
660
661   /* Set up variables describing this loop.  */
662   prescan_loop (loop);
663   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
664
665   /* If loop has a jump before the first label,
666      the true entry is the target of that jump.
667      Start scan from there.
668      But record in LOOP->TOP the place where the end-test jumps
669      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
670   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
671     {
672       loop_entry_jump = p;
673
674       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
675       if (simplejump_p (p)
676           && JUMP_LABEL (p) != 0
677           /* Check to see whether the jump actually
678              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
679              This case can happen for things like
680              do {..} while (0).  If this label was generated previously
681              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
682              the loop.  */
683           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, loop_end))
684         {
685           loop->top = next_label (loop->scan_start);
686           loop->scan_start = JUMP_LABEL (p);
687         }
688     }
689
690   /* If LOOP->SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
691      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
692      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
693
694      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
695      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
696      test above.  */
697
698   if (INSN_UID (loop->scan_start) >= max_uid_for_loop
699       || GET_CODE (loop->scan_start) != CODE_LABEL)
700     {
701       if (loop_dump_stream)
702         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
703                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end));
704       return;
705     }
706
707   /* Count number of times each reg is set during this loop.
708      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
709      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
710   
711   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
712      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
713      that even after the moving of movables creates some new registers
714      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
715      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
716   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
717   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
718   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
719   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
720   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
721
722   count_loop_regs_set (loop->top ? loop->top : loop->start, loop->end,
723                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
724
725   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
726     {
727       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
728       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
729     }
730
731 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
732   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
733      create CCmode register copies.  */
734   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
735     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
736       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
737 #endif
738
739   bcopy ((char *) &set_in_loop->data, 
740          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
741
742   if (loop_dump_stream)
743     {
744       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
745                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end), insn_count);
746       if (loop->cont)
747         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
748                  INSN_UID (loop->cont));
749     }
750
751   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
752      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
753      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
754      We consider whether subsequent insns use the reg
755      in deciding whether it is worth actually moving.
756
757      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
758      and therefore it is possible that the insns we are scanning
759      would never be executed.  At such times, we must make sure
760      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
761      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
762      so that is not a problem.  */
763
764   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start); 
765        p != NULL_RTX;
766        p = next_insn_in_loop (loop, p))
767     {
768       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
769           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
770         in_libcall = 1;
771       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
772                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
773         in_libcall = 0;
774
775       if (GET_CODE (p) == INSN
776           && (set = single_set (p))
777           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
778           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
779         {
780           int tem1 = 0;
781           int tem2 = 0;
782           int move_insn = 0;
783           rtx src = SET_SRC (set);
784           rtx dependencies = 0;
785
786           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
787              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
788              specified, use it as the source and mark that we should move
789              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
790              insn.
791
792              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
793              is present.  */
794           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
795           if (temp)
796             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
797           else 
798             {
799               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
800               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
801                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
802               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
803                 {
804                   src = XEXP (temp, 0);
805                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
806                      the equivalent expression.  To move the libcall,
807                      we must move those regs too.  */
808                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
809                 }
810             }
811
812           /* Don't try to optimize a register that was made
813              by loop-optimization for an inner loop.
814              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
815           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
816             ;
817           else if (/* The register is used in basic blocks other
818                       than the one where it is set (meaning that
819                       something after this point in the loop might
820                       depend on its value before the set).  */
821                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
822                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
823                       the loop starts, or the value before the set is
824                       needed before the set occurs... 
825
826                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
827                       by the fact that the previous test will often fail for
828                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
829                       each time for register usage, we should build tables
830                       of the register usage and use them here instead.  */
831                    && (maybe_never
832                        || loop_reg_used_before_p (loop, set, p)))
833             /* It is unsafe to move the set.  
834
835                This code used to consider it OK to move a set of a variable
836                which was not created by the user and not used in an exit test.
837                That behavior is incorrect and was removed.  */
838             ;
839           else if ((tem = loop_invariant_p (loop, src))
840                    && (dependencies == 0
841                        || (tem2 = loop_invariant_p (loop, dependencies)) != 0)
842                    && (VARRAY_INT (set_in_loop, 
843                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
844                        || (tem1
845                            = consec_sets_invariant_p 
846                            (loop, SET_DEST (set),
847                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
848                             p)))
849                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
850                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
851                       once loop is entered.  Even a function call might
852                       prevent the trap insn from being reached
853                       (since it might exit!)  */
854                    && ! ((maybe_never || call_passed)
855                          && may_trap_p (src)))
856             {
857               register struct movable *m;
858               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
859
860               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
861                  can be combined as long as they are both in the loop, but
862                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
863                  this can lose.  The most common case of this is the address
864                  of a function being called.  
865
866                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
867                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
868                  we can replace the usage of this register with the source
869                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
870
871                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
872                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
873
874               if (loop_info->has_call
875                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
876                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
877                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
878                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
879                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
880                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
881                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
882                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
883                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
884                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
885                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
886                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
887                      a call-clobbered register and the life of REGNO
888                      might span a call.  */
889                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
890                                            VARRAY_RTX
891                                            (reg_single_usage, regno)) 
892                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
893                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
894                                            VARRAY_RTX
895                                            (reg_single_usage, regno))) 
896                 {
897                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
898                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
899                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
900                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
901                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
902                                               (reg_single_usage, regno)), 
903                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
904                                    
905                   PUT_CODE (p, NOTE);
906                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
907                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
908                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
909                   continue;
910                 }
911
912               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
913               m->next = 0;
914               m->insn = p;
915               m->set_src = src;
916               m->dependencies = dependencies;
917               m->set_dest = SET_DEST (set);
918               m->force = 0;
919               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop, 
920                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
921               m->done = 0;
922               m->forces = 0;
923               m->partial = 0;
924               m->move_insn = move_insn;
925               m->move_insn_first = 0;
926               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
927               m->savemode = VOIDmode;
928               m->regno = regno;
929               /* Set M->cond if either loop_invariant_p
930                  or consec_sets_invariant_p returned 2
931                  (only conditionally invariant).  */
932               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
933               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] 
934                            > INSN_LUID (loop_end)
935                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
936               m->match = 0;
937               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
938                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
939               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
940               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
941                 m->savings += libcall_benefit (p);
942               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
943               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
944               if (movables == 0)
945                 movables = m;
946               else
947                 last_movable->next = m;
948               last_movable = m;
949
950               if (m->consec > 0)
951                 {
952                   /* It is possible for the first instruction to have a
953                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
954                      remember the status of the first instruction in case
955                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
956                   m->move_insn_first = m->move_insn;
957
958                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
959                   p = next_nonnote_insn (p);
960                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
961                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
962                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
963                   p = prev_nonnote_insn (p);
964
965                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
966                      m->set_src to correspond to the effects of all the
967                      insns.  */
968                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
969                   if (temp)
970                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
971                   else
972                     {
973                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
974                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
975                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
976                       else
977                         m->move_insn = 0;
978
979                     }
980                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
981                 }
982             }
983           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
984              or set to zero, then its high bytes are constant.
985              So clear them outside the loop and within the loop
986              just load the low bytes.
987              We must check that the machine has an instruction to do so.
988              Also, if the value loaded into the register
989              depends on the same register, this cannot be done.  */
990           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
991                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
992                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
993                    && GET_CODE (set1) == SET
994                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
995                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
996                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
997                        == SET_DEST (set))
998                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
999             {
1000               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1001               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
1002                 {
1003                   register struct movable *m;
1004                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1005                   m->next = 0;
1006                   m->insn = p;
1007                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1008                   m->dependencies = 0;
1009                   m->force = 0;
1010                   m->consec = 0;
1011                   m->done = 0;
1012                   m->forces = 0;
1013                   m->move_insn = 0;
1014                   m->move_insn_first = 0;
1015                   m->partial = 1;
1016                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1017                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1018                      Not even if the reg is used only within this loop.
1019                      Consider this:
1020                      while (1)
1021                        while (s != t) {
1022                          if (foo ()) x = *s;
1023                          use (x);
1024                        }
1025                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1026                      being saved from the last time around the outer loop.
1027                      However, if the reg is not used outside this loop
1028                      and all uses of the register are in the same
1029                      basic block as the store, there is no problem.
1030
1031                      If this insn was made by loop, we don't know its
1032                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1033                      assumption.  */
1034                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1035                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1036                                    > INSN_LUID (loop_end))
1037                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1038                                    < INSN_LUID (p))
1039                                || (labels_in_range_p
1040                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1041                   if (maybe_never && m->global)
1042                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1043                   else
1044                     m->savemode = VOIDmode;
1045                   m->regno = regno;
1046                   m->cond = 0;
1047                   m->match = 0;
1048                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1049                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1050                   m->savings = 1;
1051                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1052                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1053                   if (movables == 0)
1054                     movables = m;
1055                   else
1056                     last_movable->next = m;
1057                   last_movable = m;
1058                 }
1059             }
1060         }
1061       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1062          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1063          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1064          so they don't count.  */
1065       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1066         call_passed = 1;
1067       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1068          can't count on whether or how many times they will be
1069          executed during each iteration.  Therefore, we can
1070          only move out sets of trivial variables
1071          (those not used after the loop).  */
1072       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1073       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1074                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1075                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1076                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1077                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1078                   followed a by barrier then loop end.  */
1079                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop->top
1080                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end
1081                      && simplejump_p (p)))
1082         maybe_never = 1;
1083       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1084         {
1085           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1086              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1087              code has been duplicated.  */
1088           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1089             maybe_never = call_passed = 0;
1090           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1091             loop_depth++;
1092           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1093             loop_depth--;
1094         }
1095     }
1096
1097   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1098
1099   ignore_some_movables (movables);
1100
1101   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1102      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1103      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1104      since the second can be moved only if the first is.  */
1105
1106   force_movables (movables);
1107
1108   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1109      If there are, make all but the first point at the first one
1110      through the `match' field, and add the priorities of them
1111      all together as the priority of the first.  */
1112
1113   combine_movables (movables, nregs);
1114         
1115   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1116      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1117
1118      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1119      optimizing for code size.  */
1120
1121   if (! optimize_size)
1122     move_movables (loop, movables, threshold, insn_count, nregs);
1123
1124   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1125      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1126   for (i = 0; i < nregs; i++)
1127     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1128       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1129
1130   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1131      hoist even more memory references.  */
1132   load_mems_and_recount_loop_regs_set (loop, &insn_count);
1133
1134   for (update_start = loop_start;
1135        PREV_INSN (update_start)
1136          && GET_CODE (PREV_INSN (update_start)) != CODE_LABEL;
1137        update_start = PREV_INSN (update_start))
1138     ;
1139   update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1140
1141   reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1142   loop_max_reg = max_reg_num ();
1143
1144   if (flag_strength_reduce)
1145     {
1146       the_movables = movables;
1147       strength_reduce (loop, insn_count, unroll_p, bct_p);
1148
1149       reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1150       loop_max_reg = max_reg_num ();
1151     }
1152
1153   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1154   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1155   VARRAY_FREE (n_times_set);
1156   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1157 }
1158 \f
1159 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1160    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1161
1162 void
1163 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1164      rtx in_this, not_in_this;
1165      rtx *output;
1166 {
1167   enum rtx_code code;
1168   const char *fmt;
1169   int i;
1170
1171   code = GET_CODE (in_this);
1172
1173   switch (code)
1174     {
1175     case PC:
1176     case CC0:
1177     case CONST_INT:
1178     case CONST_DOUBLE:
1179     case CONST:
1180     case SYMBOL_REF:
1181     case LABEL_REF:
1182       return;
1183
1184     case REG:
1185       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1186           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1187         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1188       return;
1189       
1190     default:
1191       break;
1192     }
1193
1194   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1195   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1196     {
1197       int j;
1198
1199       switch (fmt[i])
1200         {
1201         case 'E':
1202           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1203             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1204           break;
1205
1206         case 'e':
1207           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1208           break;
1209         }
1210     }
1211 }
1212 \f
1213 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1214    aside from those mentioned in the equivalent value.
1215    If there are none, return 0.
1216    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1217
1218 rtx
1219 libcall_other_reg (insn, equiv)
1220      rtx insn, equiv;
1221 {
1222   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1223   rtx p = XEXP (note, 0);
1224   rtx output = 0;
1225
1226   /* First, find all the regs used in the libcall block
1227      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1228
1229   while (p != insn)
1230     {
1231       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1232           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1233         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1234       p = NEXT_INSN (p);
1235     }
1236
1237   return output;
1238 }
1239 \f
1240 /* Return 1 if all uses of REG
1241    are between INSN and the end of the basic block.  */
1242
1243 static int 
1244 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1245      rtx insn, reg;
1246 {
1247   int regno = REGNO (reg);
1248   rtx p;
1249
1250   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1251     return 0;
1252
1253   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1254   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1255     {
1256       switch (GET_CODE (p))
1257         {
1258         case NOTE:
1259           break;
1260
1261         case INSN:
1262         case CALL_INSN:
1263           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1264           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1265             return 1;
1266           break;
1267
1268         case JUMP_INSN:
1269           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1270           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1271             return 1;
1272           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1273           return 0;
1274
1275         case CODE_LABEL:
1276         case BARRIER:
1277           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1278           return 0;
1279           
1280         default:
1281           break;
1282         }
1283     }
1284
1285   /* The "last use" that was recorded can't be found after the first
1286      use.  This can happen when the last use was deleted while
1287      processing an inner loop, this inner loop was then completely
1288      unrolled, and the outer loop is always exited after the inner loop,
1289      so that everything after the first use becomes a single basic block.  */
1290   return 1;
1291 }
1292 \f
1293 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1294    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1295    value directly or can contain a library call.  */
1296
1297 static int
1298 libcall_benefit (last)
1299      rtx last;
1300 {
1301   rtx insn;
1302   int benefit = 0;
1303
1304   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1305        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1306     {
1307       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1308         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1309                                    routine.  */
1310       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1311                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1312                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1313         benefit++;
1314     }
1315
1316   return benefit;
1317 }
1318 \f
1319 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1320
1321 static rtx
1322 skip_consec_insns (insn, count)
1323      rtx insn;
1324      int count;
1325 {
1326   for (; count > 0; count--)
1327     {
1328       rtx temp;
1329
1330       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1331       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1332          be an insn here.  */
1333       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1334           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1335         insn = XEXP (temp, 0);
1336
1337       do insn = NEXT_INSN (insn);
1338       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1339     }
1340
1341   return insn;
1342 }
1343
1344 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1345    which is part of another movable.
1346    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1347    was made later and so appears later on the chain.  */
1348
1349 static void
1350 ignore_some_movables (movables)
1351      struct movable *movables;
1352 {
1353   register struct movable *m, *m1;
1354
1355   for (m = movables; m; m = m->next)
1356     {
1357       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1358       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1359       if (note)
1360         {
1361           rtx insn;
1362           /* Check for earlier movables inside that range,
1363              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1364              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1365              Rather than reject all such insns from movables, we just
1366              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1367              libcalls aren't that common).  */
1368           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1369             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1370               if (m1->insn == insn)
1371                 m1->done = 1;
1372         }
1373     }
1374 }         
1375
1376 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1377    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1378    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1379    since the second can be moved only if the first is.  */
1380
1381 static void
1382 force_movables (movables)
1383      struct movable *movables;
1384 {
1385   register struct movable *m, *m1;
1386   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1387     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1388     if (!m1->partial && !m1->done)
1389       {
1390         int regno = m1->regno;
1391         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1392           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1393              register of M1 to be used after this insn?
1394              Since CSE does not update regno_last_uid,
1395              this insn M->insn might not be where it dies.
1396              But very likely this doesn't matter; what matters is
1397              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1398           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1399               && !m->done)
1400             break;
1401         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1402             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1403             && m->consec == 0)
1404           m = 0;
1405
1406         /* Increase the priority of the moving the first insn
1407            since it permits the second to be moved as well.  */
1408         if (m != 0)
1409           {
1410             m->forces = m1;
1411             m1->lifetime += m->lifetime;
1412             m1->savings += m->savings;
1413           }
1414       }
1415 }
1416 \f
1417 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1418    one register.  */
1419
1420 static void
1421 combine_movables (movables, nregs)
1422      struct movable *movables;
1423      int nregs;
1424 {
1425   register struct movable *m;
1426   char *matched_regs = (char *) xmalloc (nregs);
1427   enum machine_mode mode;
1428
1429   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1430      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1431   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1432
1433   for (m = movables; m; m = m->next)
1434     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1435       {
1436         register struct movable *m1;
1437         int regno = m->regno;
1438
1439         bzero (matched_regs, nregs);
1440         matched_regs[regno] = 1;
1441
1442         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1443            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1444         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1445           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1446               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1447               && !m1->global
1448               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1449               && !m1->partial
1450               && (matched_regs[m1->regno]
1451                   ||
1452                   (
1453                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1454                       same constant only if the modes are the same or
1455                       if both are integer modes with M wider or the same
1456                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1457                       safe, since the only case of differing destination
1458                       modes with equal sources is when both sources are
1459                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1460                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1461                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1462                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1463                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1464                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1465                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1466                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1467                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1468                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1469                                                 movables))))
1470               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1471                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1472             {
1473               m->lifetime += m1->lifetime;
1474               m->savings += m1->savings;
1475               m1->done = 1;
1476               m1->match = m;
1477               matched_regs[m1->regno] = 1;
1478             }
1479       }
1480
1481   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1482      This can be done for those not marked `global'
1483      provided their lives don't overlap.  */
1484
1485   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1486        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1487     {
1488       register struct movable *m0 = 0;
1489
1490       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1491          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1492       for (m = movables; m; m = m->next)
1493         if (m->partial && ! m->global
1494             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1495           {
1496             register struct movable *m1;
1497             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1498             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1499
1500             if (m0 == 0)
1501               {
1502                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1503                 m0 = m;
1504                   continue;
1505               }
1506
1507             /* Make sure they extend to the same mode.
1508                (Almost always true.)  */
1509             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1510                 continue;
1511
1512             /* We already have one: check for overlap with those
1513                already combined together.  */
1514             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1515               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1516                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1517                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1518                   goto overlap;
1519
1520             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1521             m0->lifetime += m->lifetime;
1522             m0->savings += m->savings;
1523             m->done = 1;
1524             m->match = m0;
1525
1526           overlap: ;
1527           }
1528     }
1529
1530   /* Clean up.  */
1531   free (matched_regs);
1532 }
1533 \f
1534 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1535
1536 static int
1537 regs_match_p (x, y, movables)
1538      rtx x, y;
1539      struct movable *movables;
1540 {
1541   unsigned int xn = REGNO (x);
1542   unsigned int yn = REGNO (y);
1543   struct movable *mx, *my;
1544
1545   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1546     if (mx->regno == xn)
1547       break;
1548
1549   for (my = movables; my; my = my->next)
1550     if (my->regno == yn)
1551       break;
1552
1553   return (mx && my
1554           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1555               || mx->match == my
1556               || mx == my->match));
1557 }
1558
1559 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1560    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1561
1562    If two registers are matching movables or a movable register and an
1563    equivalent constant, consider them equal.  */
1564
1565 static int
1566 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1567      rtx x, y;
1568      struct movable *movables;
1569 {
1570   register int i;
1571   register int j;
1572   register struct movable *m;
1573   register enum rtx_code code;
1574   register const char *fmt;
1575
1576   if (x == y)
1577     return 1;
1578   if (x == 0 || y == 0)
1579     return 0;
1580
1581   code = GET_CODE (x);
1582
1583   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1584      equal.  */
1585   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1586       && CONSTANT_P (y))
1587     {
1588       for (m = movables; m; m = m->next)
1589         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1590             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1591           return 1;
1592     }
1593   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1594            && CONSTANT_P (x))
1595     {
1596       for (m = movables; m; m = m->next)
1597         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1598             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1599           return 1;
1600     }
1601
1602   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1603   if (code != GET_CODE (y))
1604     return 0;
1605
1606   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1607      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1608
1609   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1610     return 0;
1611
1612   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1613   if (code == REG)
1614     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1615
1616   if (code == LABEL_REF)
1617     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1618   if (code == SYMBOL_REF)
1619     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1620
1621   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1622      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1623
1624   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1625   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1626     {
1627       switch (fmt[i])
1628         {
1629         case 'w':
1630           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1631             return 0;
1632           break;
1633
1634         case 'i':
1635           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1636             return 0;
1637           break;
1638
1639         case 'E':
1640           /* Two vectors must have the same length.  */
1641           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1642             return 0;
1643
1644           /* And the corresponding elements must match.  */
1645           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1646             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1647               return 0;
1648           break;
1649
1650         case 'e':
1651           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1652             return 0;
1653           break;
1654
1655         case 's':
1656           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1657             return 0;
1658           break;
1659
1660         case 'u':
1661           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1662           break;
1663
1664         case '0':
1665           break;
1666
1667           /* It is believed that rtx's at this level will never
1668              contain anything but integers and other rtx's,
1669              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1670         default:
1671           abort ();
1672         }
1673     }
1674   return 1;
1675 }
1676 \f
1677 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1678   insns in INSNS which use the reference.  */
1679
1680 static void
1681 add_label_notes (x, insns)
1682      rtx x;
1683      rtx insns;
1684 {
1685   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1686   int i, j;
1687   const char *fmt;
1688   rtx insn;
1689
1690   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1691     {
1692       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1693          avoid flow generating (slighly) worse code.
1694
1695          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1696          mark_jump_label for additional information).  */
1697       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1698         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1699           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1700                                                 REG_NOTES (insn));
1701     }
1702
1703   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1704   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1705     {
1706       if (fmt[i] == 'e')
1707         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1708       else if (fmt[i] == 'E')
1709         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1710           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1711     }
1712 }
1713 \f
1714 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1715    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1716    other throughout.  */
1717
1718 static void
1719 move_movables (loop, movables, threshold, insn_count, nregs)
1720      struct loop *loop;
1721      struct movable *movables;
1722      int threshold;
1723      int insn_count;
1724      int nregs;
1725 {
1726   rtx new_start = 0;
1727   register struct movable *m;
1728   register rtx p;
1729   rtx loop_start = loop->start;
1730   rtx loop_end = loop->end;
1731   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1732      when we move several insns that load the same value
1733      into different pseudo-registers.  */
1734   rtx *reg_map = (rtx *) xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
1735   char *already_moved = (char *) xcalloc (nregs, sizeof (char));
1736
1737   num_movables = 0;
1738
1739   for (m = movables; m; m = m->next)
1740     {
1741       /* Describe this movable insn.  */
1742
1743       if (loop_dump_stream)
1744         {
1745           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1746                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1747           if (m->consec > 0)
1748             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1749           if (m->cond)
1750             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1751           if (m->force)
1752             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1753           if (m->global)
1754             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1755           if (m->done)
1756             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1757           if (m->move_insn)
1758             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1759           if (m->match)
1760             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1761                      INSN_UID (m->match->insn));
1762           if (m->forces)
1763             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1764                      INSN_UID (m->forces->insn));
1765         }
1766
1767       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1768       num_movables++;
1769
1770       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1771          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1772
1773       if (!m->done
1774           && (! m->cond
1775               || (1 == loop_invariant_p (loop, m->set_src)
1776                   && (m->dependencies == 0
1777                       || 1 == loop_invariant_p (loop, m->dependencies))
1778                   && (m->consec == 0
1779                       || 1 == consec_sets_invariant_p (loop, m->set_dest,
1780                                                        m->consec + 1,
1781                                                        m->insn))))
1782           && (! m->forces || m->forces->done))
1783         {
1784           register int regno;
1785           register rtx p;
1786           int savings = m->savings;
1787
1788           /* We have an insn that is safe to move.
1789              Compute its desirability.  */
1790
1791           p = m->insn;
1792           regno = m->regno;
1793
1794           if (loop_dump_stream)
1795             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1796
1797           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1798             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1799
1800           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1801              which is safe only if this one is moved too: that is,
1802              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1803
1804           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1805              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1806              If it's not desirable, it means the loop is so big
1807              that moving won't speed things up much,
1808              and it is liable to make register usage worse.  */
1809
1810           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1811              extra cost because something else was already moved.  */
1812
1813           if (already_moved[regno]
1814               || flag_move_all_movables
1815               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1816                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1817               || (m->forces && m->forces->done
1818                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1819             {
1820               int count;
1821               register struct movable *m1;
1822               rtx first = NULL_RTX;
1823
1824               /* Now move the insns that set the reg.  */
1825
1826               if (m->partial && m->match)
1827                 {
1828                   rtx newpat, i1;
1829                   rtx r1, r2;
1830                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1831                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1832                      And that reg is loaded with 0 directly,
1833                      since it has ->match == 0.  */
1834                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1835                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1836                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1837                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1838
1839                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1840                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1841                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1842                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1843                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1844                   regs_may_share
1845                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1846                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1847                                                             regs_may_share));
1848                   delete_insn (m->insn);
1849
1850                   if (new_start == 0)
1851                     new_start = i1;
1852
1853                   if (loop_dump_stream)
1854                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1855                 }
1856               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1857                  new move insn, first delete what we have and then emit
1858                  the move insn before the loop.  */
1859               else if (m->move_insn)
1860                 {
1861                   rtx i1, temp;
1862
1863                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1864                     {
1865                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1866                          skip to the end.  */
1867                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1868                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1869                         p = XEXP (temp, 0);
1870
1871                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1872                          delete every insn in the sequence except the last.
1873                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1874                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1875                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1876                         {
1877                           temp = XEXP (temp, 0);
1878                           while (temp != p)
1879                             temp = delete_insn (temp);
1880                         }
1881
1882                       temp = p;
1883                       p = delete_insn (p);
1884
1885                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1886                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1887                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1888                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1889                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1890                          insn stream.  */
1891                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1892                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1893                     }
1894
1895                   start_sequence ();
1896                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1897                   temp = get_insns ();
1898                   end_sequence ();
1899
1900                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1901
1902                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1903                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1904                     REG_NOTES (i1)
1905                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1906                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1907
1908                   if (loop_dump_stream)
1909                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1910
1911                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1912                   threshold -= 3;
1913                 }
1914               else
1915                 {
1916                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1917                     {
1918                       rtx i1, temp;
1919
1920                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1921                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1922                          be an insn here.  */
1923                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1924                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1925                         p = XEXP (temp, 0);
1926
1927                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1928                          insns except the last before the loop.  The last
1929                          insn is handled in the normal manner.  */
1930                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1931                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1932                         {
1933                           rtx fn_address = 0;
1934                           rtx fn_reg = 0;
1935                           rtx fn_address_insn = 0;
1936
1937                           first = 0;
1938                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1939                                temp = NEXT_INSN (temp))
1940                             {
1941                               rtx body;
1942                               rtx n;
1943                               rtx next;
1944
1945                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1946                                 continue;
1947
1948                               body = PATTERN (temp);
1949
1950                               /* Find the next insn after TEMP,
1951                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1952                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1953                                    next = NEXT_INSN (next))
1954                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1955                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1956                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1957                                   break;
1958                               
1959                               /* If that is the call, this may be the insn
1960                                  that loads the function address.
1961
1962                                  Extract the function address from the insn
1963                                  that loads it into a register.
1964                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1965
1966                                  So emit a new move insn that copies the
1967                                  function address into the register that the
1968                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1969                                  redundant stores that we have created.  */
1970                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1971                                   && GET_CODE (body) == SET
1972                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1973                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1974                                                          NULL_RTX)))
1975                                 {
1976                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1977                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1978                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1979                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1980                                   fn_address_insn = temp;
1981                                 }
1982                               /* We have the call insn.
1983                                  If it uses the register we suspect it might,
1984                                  load it with the correct address directly.  */
1985                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1986                                   && fn_address != 0
1987                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
1988                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1989                                                                 fn_address),
1990                                                  fn_address_insn);
1991
1992                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1993                                 {
1994                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
1995                                   /* Because the USAGE information potentially
1996                                      contains objects other than hard registers
1997                                      we need to copy it.  */
1998                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
1999                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2000                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2001                                 }
2002                               else
2003                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2004                               if (first == 0)
2005                                 first = i1;
2006                               if (temp == fn_address_insn)
2007                                 fn_address_insn = i1;
2008                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2009                               delete_insn (temp);
2010                             }
2011                           if (new_start == 0)
2012                             new_start = first;
2013                         }
2014                       if (m->savemode != VOIDmode)
2015                         {
2016                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2017                              the bits that are not covered by the mode
2018                              m->savemode.  */
2019                           rtx reg = m->set_dest;
2020                           rtx sequence;
2021                           rtx tem;
2022                       
2023                           start_sequence ();
2024                           tem = expand_binop
2025                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2026                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2027                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2028                                       - 1),
2029                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2030                           if (tem == 0)
2031                             abort ();
2032                           if (tem != reg)
2033                             emit_move_insn (reg, tem);
2034                           sequence = gen_sequence ();
2035                           end_sequence ();
2036                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2037                         }
2038                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2039                         {
2040                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2041                           /* Because the USAGE information potentially
2042                              contains objects other than hard registers
2043                              we need to copy it.  */
2044                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2045                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2046                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2047                         }
2048                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2049                         {
2050                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2051                              use the REG_EQUAL note.  */
2052                           start_sequence ();
2053                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2054                           temp = get_insns ();
2055                           end_sequence ();
2056
2057                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2058
2059                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2060                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2061                             REG_NOTES (i1)
2062                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2063                                                     : REG_EQUAL),
2064                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2065                         }
2066                       else
2067                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2068
2069                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2070                         {
2071                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2072
2073                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2074                              is not loop invariant, then delete it, since it
2075                              may cause problems with later optimization passes.
2076                              It is possible for cse to create such notes
2077                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2078                       
2079                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2080                               && ! loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0)))
2081                             remove_note (i1, temp);
2082                         }
2083
2084                       if (new_start == 0)
2085                         new_start = i1;
2086
2087                       if (loop_dump_stream)
2088                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2089                                  INSN_UID (i1));
2090
2091                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2092                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2093                          and REG_RETVAL on I1.  */
2094                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2095                         {
2096                           XEXP (temp, 0) = first;
2097                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2098                           XEXP (temp, 0) = i1;
2099                         }
2100
2101                       temp = p;
2102                       delete_insn (p);
2103                       p = NEXT_INSN (p);
2104
2105                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2106                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2107                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2108                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2109                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2110                          insn stream.  */
2111                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2112                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2113                     }
2114
2115                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2116                   threshold -= 3;
2117                 }
2118
2119               /* Any other movable that loads the same register
2120                  MUST be moved.  */
2121               already_moved[regno] = 1;
2122
2123               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2124               moved_once[regno] = 1;
2125
2126               /* The reg set here is now invariant.  */
2127               if (! m->partial)
2128                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2129
2130               m->done = 1;
2131
2132               /* Change the length-of-life info for the register
2133                  to say it lives at least the full length of this loop.
2134                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2135
2136               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2137                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2138                    We can't use the moved insn because it is out of range
2139                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2140                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2141               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_end))
2142                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (loop_end);
2143
2144               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2145
2146               if (! m->partial)
2147                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2148                   if (m1->match == m)
2149                     {
2150                       rtx temp;
2151
2152                       /* Schedule the reg loaded by M1
2153                          for replacement so that shares the reg of M.
2154                          If the modes differ (only possible in restricted
2155                          circumstances, make a SUBREG.
2156
2157                          Note this assumes that the target dependent files
2158                          treat REG and SUBREG equally, including within
2159                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2160                          predicates since we never verify that replacing the
2161                          original register with a SUBREG results in a
2162                          recognizable insn.  */
2163                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2164                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2165                       else
2166                         reg_map[m1->regno]
2167                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2168                                                 m->set_dest);
2169                     
2170                       /* Get rid of the matching insn
2171                          and prevent further processing of it.  */
2172                       m1->done = 1;
2173
2174                       /* if library call, delete all insn except last, which
2175                          is deleted below */
2176                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2177                                                  NULL_RTX)))
2178                         {
2179                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2180                                temp = NEXT_INSN (temp))
2181                             delete_insn (temp);
2182                         }
2183                       delete_insn (m1->insn);
2184
2185                       /* Any other movable that loads the same register
2186                          MUST be moved.  */
2187                       already_moved[m1->regno] = 1;
2188
2189                       /* The reg merged here is now invariant,
2190                          if the reg it matches is invariant.  */
2191                       if (! m->partial)
2192                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2193                     }
2194             }
2195           else if (loop_dump_stream)
2196             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2197         }
2198       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2199         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2200
2201       if (loop_dump_stream)
2202         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2203     }
2204
2205   if (new_start == 0)
2206     new_start = loop_start;
2207
2208   /* Go through all the instructions in the loop, making
2209      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2210   for (p = new_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2211     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2212         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2213       {
2214         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2215         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2216         INSN_CODE (p) = -1;
2217       }
2218
2219   /* Clean up.  */
2220   free (reg_map);
2221   free (already_moved);
2222 }
2223 \f
2224 #if 0
2225 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2226    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2227
2228 static void
2229 replace_call_address (x, reg, addr)
2230      rtx x, reg, addr;
2231 {
2232   register enum rtx_code code;
2233   register int i;
2234   register const char *fmt;
2235
2236   if (x == 0)
2237     return;
2238   code = GET_CODE (x);
2239   switch (code)
2240     {
2241     case PC:
2242     case CC0:
2243     case CONST_INT:
2244     case CONST_DOUBLE:
2245     case CONST:
2246     case SYMBOL_REF:
2247     case LABEL_REF:
2248     case REG:
2249       return;
2250
2251     case SET:
2252       /* Short cut for very common case.  */
2253       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2254       return;
2255
2256     case CALL:
2257       /* Short cut for very common case.  */
2258       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2259       return;
2260
2261     case MEM:
2262       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2263          something is wrong.  */
2264       if (XEXP (x, 0) != reg)
2265         abort ();
2266       XEXP (x, 0) = addr;
2267       return;
2268       
2269     default:
2270       break;
2271     }
2272
2273   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2274   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2275     {
2276       if (fmt[i] == 'e')
2277         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2278       else if (fmt[i] == 'E')
2279         {
2280           register int j;
2281           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2282             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2283         }
2284     }
2285 }
2286 #endif
2287 \f
2288 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2289    in the rtx X.  */
2290
2291 static int
2292 count_nonfixed_reads (loop, x)
2293      const struct loop *loop;
2294      rtx x;
2295 {
2296   register enum rtx_code code;
2297   register int i;
2298   register const char *fmt;
2299   int value;
2300
2301   if (x == 0)
2302     return 0;
2303
2304   code = GET_CODE (x);
2305   switch (code)
2306     {
2307     case PC:
2308     case CC0:
2309     case CONST_INT:
2310     case CONST_DOUBLE:
2311     case CONST:
2312     case SYMBOL_REF:
2313     case LABEL_REF:
2314     case REG:
2315       return 0;
2316
2317     case MEM:
2318       return ((loop_invariant_p (loop, XEXP (x, 0)) != 1)
2319               + count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, 0)));
2320       
2321     default:
2322       break;
2323     }
2324
2325   value = 0;
2326   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2327   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2328     {
2329       if (fmt[i] == 'e')
2330         value += count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, i));
2331       if (fmt[i] == 'E')
2332         {
2333           register int j;
2334           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2335             value += count_nonfixed_reads (loop, XVECEXP (x, i, j));
2336         }
2337     }
2338   return value;
2339 }
2340
2341 \f
2342 #if 0
2343 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2344    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2345    if the machine supports such an instruction,
2346    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2347
2348 static void
2349 constant_high_bytes (p, loop_start)
2350      rtx p, loop_start;
2351 {
2352   register rtx new;
2353   register int insn_code_number;
2354
2355   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2356      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2357
2358   new
2359     = gen_rtx_SET
2360       (VOIDmode,
2361        gen_rtx_STRICT_LOW_PART
2362        (VOIDmode,
2363         gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2364                         SET_DEST (PATTERN (p)), 0)),
2365        XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2366
2367   insn_code_number = recog (new, p);
2368
2369   if (insn_code_number)
2370     {
2371       register int i;
2372
2373       /* Clear destination register before the loop.  */
2374       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode,
2375                                      SET_DEST (PATTERN (p)), const0_rtx),
2376                         loop_start);
2377
2378       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2379       PATTERN (p) = new;
2380     }
2381 }
2382 #endif
2383 \f
2384 /* Scan a loop setting the elements `cont', `vtop', `loops_enclosed',
2385    `has_call', `has_volatile', and `has_tablejump' within LOOP.
2386    Set the global variables `unknown_address_altered',
2387    `unknown_constant_address_altered', and `num_mem_sets'.  Also, fill
2388    in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2389
2390 static void
2391 prescan_loop (loop)
2392      struct loop *loop;
2393 {
2394   register int level = 1;
2395   rtx insn;
2396   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
2397   rtx start = loop->start;
2398   rtx end = loop->end;
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
2405   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2406   loop_info->has_call = 0;
2407   loop_info->has_volatile = 0;
2408   loop_info->has_tablejump = 0;
2409   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2410   loop->cont = 0;
2411   loop->vtop = 0;
2412   loop->level = 1;
2413
2414   unknown_address_altered = 0;
2415   unknown_constant_address_altered = 0;
2416   loop_store_mems = NULL_RTX;
2417   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2418   loop_mems_idx = 0;
2419   num_mem_sets = 0;
2420
2421   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2422        insn = NEXT_INSN (insn))
2423     {
2424       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2425         {
2426           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2427             {
2428               ++level;
2429               /* Count number of loops contained in this one.  */
2430               loop->level++;
2431             }
2432           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2433             {
2434               --level;
2435               if (level == 0)
2436                 {
2437                   end = insn;
2438                   break;
2439                 }
2440             }
2441           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2442             {
2443               if (level == 1)
2444                 loop->cont = insn;
2445             }
2446           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2447             {
2448               /* If there is a NOTE_INSN_LOOP_VTOP, then this is a for
2449                  or while style loop, with a loop exit test at the
2450                  start.  Thus, we can assume that the loop condition
2451                  was true when the loop was entered.  */
2452               if (level == 1)
2453                 loop->vtop = insn;
2454             }
2455         }
2456       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2457         {
2458           if (! CONST_CALL_P (insn))
2459             unknown_address_altered = 1;
2460           loop_info->has_call = 1;
2461         }
2462       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2463         {
2464           rtx label1 = NULL_RTX;
2465           rtx label2 = NULL_RTX;
2466
2467           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2468             loop_info->has_volatile = 1;
2469
2470           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2471               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2472                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2473             loop_info->has_tablejump = 1;
2474           
2475           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored, NULL);
2476           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2477             first_loop_store_insn = insn;
2478
2479           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets
2480               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2481               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2482               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2483             {
2484               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2485                 {
2486                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2487                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2488                 }
2489               else
2490                 {
2491                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2492                 }
2493
2494               do {
2495                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2496                   {
2497                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2498                       {
2499                         /* Something tricky.  */
2500                         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2501                         break;
2502                       }
2503                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2504                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2505                       {
2506                         /* A jump outside the current loop.  */
2507                         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2508                         break;
2509                       }
2510                   }
2511
2512                 label1 = label2;
2513                 label2 = NULL_RTX;
2514               } while (label1);
2515             }
2516         }
2517       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2518         loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2519     }
2520
2521   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2522   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2523       ! unknown_address_altered 
2524       /* An exception thrown by a called function might land us
2525          anywhere.  */
2526       && ! loop_info->has_call
2527       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2528          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2529          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2530          require actual function calls.  */
2531       && ! current_function_calls_alloca
2532       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2533          end.  */
2534       && ! loop_info->has_multiple_exit_targets)
2535     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2536          insn = NEXT_INSN (insn))
2537       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2538 }
2539 \f
2540 /* LOOP->CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2541    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2542    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2543    and what we have so far as LOOP->CONT_DOMINATOR that has a
2544    target between LOOP->DOMINATOR and the continue note, move
2545    LOOP->CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2546    destination cannot be determined, clear LOOP->CONT_DOMINATOR.  */
2547
2548 static void
2549 verify_dominator (loop)
2550      struct loop *loop;
2551 {
2552   rtx insn;
2553
2554   if (! loop->cont_dominator)
2555     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2556        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2557     return;
2558   if (loop->cont_dominator == const0_rtx)
2559     {
2560       loop->cont_dominator = 0;
2561       return;
2562     }
2563   for (insn = loop->start; insn != loop->cont_dominator;
2564        insn = NEXT_INSN (insn))
2565     {
2566       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2567           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2568         {
2569           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2570           int label_luid;
2571
2572           /* If it is not a jump we can easily understand or for
2573              which we do not have jump target information in the JUMP_LABEL
2574              field (consider ADDR_VEC and ADDR_DIFF_VEC insns), then clear
2575              LOOP->CONT_DOMINATOR.  */
2576           if ((! condjump_p (insn)
2577                && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2578               || label == NULL_RTX)
2579             {
2580               loop->cont_dominator = NULL_RTX;
2581               return;
2582             }
2583
2584           label_luid = INSN_LUID (label);
2585           if (label_luid < INSN_LUID (loop->cont)
2586               && (label_luid
2587                   > INSN_LUID (loop->cont)))
2588             loop->cont_dominator = label;
2589         }
2590     }
2591 }
2592
2593 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2594    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2595    to from outside the loop.  */
2596
2597 static void
2598 find_and_verify_loops (f, loops)
2599      rtx f;
2600      struct loops *loops;
2601 {
2602   rtx insn;
2603   rtx label;
2604   int num_loops;
2605   struct loop *current_loop;
2606   struct loop *next_loop;
2607   struct loop *loop;
2608
2609   num_loops = loops->num;
2610
2611   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2612
2613   /* If there are jumps to undefined labels,
2614      treat them as jumps out of any/all loops.
2615      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2616   uid_loop[0] = NULL;
2617
2618   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2619      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2620
2621   num_loops = 0;
2622   current_loop = NULL;
2623   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2624     {
2625       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2626         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2627           {
2628           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2629             next_loop = loops->array + num_loops;
2630             next_loop->num = num_loops;
2631             num_loops++;
2632             next_loop->start = insn;
2633             next_loop->outer = current_loop;
2634             current_loop = next_loop;
2635             break;
2636
2637           case NOTE_INSN_SETJMP:
2638             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2639                enclosing loop.  */
2640             for (loop = current_loop; loop; loop = loop->outer)
2641               {
2642                 loop->invalid = 1;
2643                 if (loop_dump_stream)
2644                   fprintf (loop_dump_stream,
2645                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2646                            INSN_UID (loop->start));
2647               }
2648             break;
2649
2650           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2651             current_loop->cont = insn;
2652             break;
2653           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2654             if (! current_loop)
2655               abort ();
2656
2657             current_loop->end = insn;
2658             verify_dominator (current_loop);
2659             current_loop = current_loop->outer;
2660             break;
2661
2662           default:
2663             break;
2664           }
2665       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2666          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop->dominator.  */
2667       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2668                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2669                && current_loop)
2670         {
2671           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2672
2673           if (! condjump_p (insn) && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2674             label = NULL_RTX;
2675
2676           loop = current_loop;
2677           do
2678             {
2679               /* First see if we care about this loop.  */
2680               if (loop->cont && loop->cont_dominator != const0_rtx)
2681                 {
2682                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2683                      loop->const_dominator.  */
2684                   if (! label)
2685                     loop->cont_dominator = const0_rtx;
2686                   else
2687                     /* Check if the destination is between loop start and
2688                        cont.  */
2689                     if ((INSN_LUID (label)
2690                          < INSN_LUID (loop->cont))
2691                         && (INSN_LUID (label)
2692                             > INSN_LUID (loop->start))
2693                         /* And if there is no later destination already
2694                            recorded.  */
2695                         && (! loop->cont_dominator
2696                             || (INSN_LUID (label)
2697                                 > INSN_LUID (loop->cont_dominator))))
2698                       loop->cont_dominator = label;
2699                 }
2700               loop = loop->outer;
2701             }
2702           while (loop);
2703         }
2704
2705       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2706          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2707       uid_loop[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2708     }
2709
2710   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2711      because it can be jumped into from anywhere.  */
2712
2713   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2714     {
2715       for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2716            loop; loop = loop->outer)
2717         loop->invalid = 1;
2718     }
2719
2720   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2721      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2722
2723   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2724     {
2725       for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2726            loop; loop = loop->outer)
2727         loop->invalid = 1;
2728     }
2729
2730   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2731      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2732      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2733      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2734      anywhere.
2735
2736      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2737      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2738      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2739      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2740      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2741      possible second cse pass.  */
2742
2743   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2744     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2745       {
2746         struct loop *this_loop = uid_loop[INSN_UID (insn)];
2747
2748         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2749           {
2750             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2751             if (note)
2752               {
2753                 for (loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2754                      loop; loop = loop->outer)
2755                   loop->invalid = 1;
2756               }
2757           }
2758
2759         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2760           continue;
2761
2762         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop);
2763
2764         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2765         if (this_loop
2766             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2767                 || (simplejump_p (insn)
2768                     && (uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2769                         != this_loop)))
2770             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2771           {
2772             rtx p;
2773             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2774             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
2775             struct loop *dest_loop;
2776             struct loop *outer_loop = NULL;
2777
2778             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2779                or a JUMP_INSN.  */
2780             for (p = PREV_INSN (insn);
2781                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2782                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2783                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2784                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2785                  p = PREV_INSN (p))
2786               ;
2787
2788             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2789                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2790
2791             if (JUMP_LABEL (insn))
2792               {
2793                 dest_loop = uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2794                 if (dest_loop)
2795                   {
2796                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
2797                          outer_loop = outer_loop->outer)
2798                       if (outer_loop == this_loop)
2799                         break;
2800                   }
2801               }
2802
2803             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2804
2805             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2806                 && uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop)
2807               outer_loop = this_loop;
2808
2809             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2810                we have a block of code to try to move.
2811
2812                We look backward and then forward from the target of INSN
2813                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2814                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2815                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2816                and move the block of code to the spot we found.  */
2817
2818             if (! outer_loop
2819                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2820                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2821                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2822                    These always indicate compilation errors.  */
2823                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2824                 && condjump_p (p)
2825                 && ! simplejump_p (p)
2826                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
2827                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
2828                    mustn't try.  */
2829                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn), 
2830                                          &last_insn_to_move))
2831               {
2832                 rtx target
2833                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2834                 struct loop *target_loop = uid_loop[INSN_UID (target)];
2835                 rtx loc, loc2;
2836
2837                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2838                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2839                       /* Don't move things inside a tablejump.  */
2840                       && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
2841                           || GET_CODE (loc2) != CODE_LABEL
2842                           || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
2843                           || GET_CODE (loc2) != JUMP_INSN
2844                           || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
2845                               && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
2846                       && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
2847                     break;
2848
2849                 if (loc == 0)
2850                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2851                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2852                         /* Don't move things inside a tablejump.  */
2853                         && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
2854                             || GET_CODE (loc2) != CODE_LABEL
2855                             || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
2856                             || GET_CODE (loc2) != JUMP_INSN
2857                             || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
2858                                 && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
2859                         && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
2860                       break;
2861
2862                 if (loc)
2863                   {
2864                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2865                     rtx new_label = get_label_after (p);
2866
2867                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2868                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2869
2870                     /* Verify that uid_loop is large enough and that
2871                        we can invert P.  */
2872                    if (invert_jump (p, new_label))
2873                      {
2874                        rtx q, r;
2875
2876                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2877                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2878                           path, we'll need to insert an jump around our block
2879                           and a add a BARRIER before TARGET.
2880
2881                           This creates an extra unconditional jump outside
2882                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2883                           executed instructions from inside the loop usually
2884                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2885                           outside the loop.  */
2886                        if (loc == 0)
2887                          {
2888                            rtx temp;
2889
2890                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2891                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2892                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2893                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2894                            loc = emit_barrier_before (target);
2895                          }
2896
2897                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2898                           block after LOC.  */
2899                        new_label = squeeze_notes (new_label, 
2900                                                   last_insn_to_move);
2901                        reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
2902
2903                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP.  */
2904                        for (q = new_label; 
2905                             q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
2906                             q = NEXT_INSN (q))
2907                          uid_loop[INSN_UID (q)] = target_loop;
2908
2909                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2910                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2911                           RETURN insn), search loop->exit_labels to find
2912                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2913                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2914                        if (JUMP_LABEL (insn))
2915                          {
2916                            for (q = 0,
2917                                 r = this_loop->exit_labels;
2918                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2919                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2920                                {
2921                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2922                                  if (q)
2923                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2924                                  else
2925                                    this_loop->exit_labels = LABEL_NEXTREF (r);
2926                                  break;
2927                                }
2928
2929                            for (loop = this_loop; loop && loop != target_loop;
2930                                 loop = loop->outer)
2931                              loop->exit_count--;
2932
2933                            /* If we didn't find it, then something is
2934                               wrong.  */
2935                            if (! r)
2936                              abort ();
2937                          }
2938
2939                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2940                           in loop->exit_labels, and marked as such.
2941                           The easiest way to do this is to just call
2942                           mark_loop_jump again for P.  */
2943                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop);
2944
2945                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2946                           delete INSN.  */
2947                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2948                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2949                                == next_real_insn (insn)))
2950                          delete_insn (insn);
2951                      }
2952
2953                     /* Continue the loop after where the conditional
2954                        branch used to jump, since the only branch insn
2955                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2956                        branch and hence needs no processing.  */
2957                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2958
2959                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2960                       delete_insn (cond_label);
2961
2962                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2963                     insn = PREV_INSN (insn);
2964                   }
2965               }
2966           }
2967       }
2968 }
2969
2970 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2971    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2972
2973    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2974
2975 static void
2976 mark_loop_jump (x, loop)
2977      rtx x;
2978      struct loop *loop;
2979 {
2980   struct loop *dest_loop;
2981   struct loop *outer_loop;
2982   int i;
2983
2984   switch (GET_CODE (x))
2985     {
2986     case PC:
2987     case USE:
2988     case CLOBBER:
2989     case REG:
2990     case MEM:
2991     case CONST_INT:
2992     case CONST_DOUBLE:
2993     case RETURN:
2994       return;
2995
2996     case CONST:
2997       /* There could be a label reference in here.  */
2998       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
2999       return;
3000
3001     case PLUS:
3002     case MINUS:
3003     case MULT:
3004       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3005       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3006       return;
3007
3008     case LO_SUM:
3009       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3010       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3011       return;
3012
3013     case SIGN_EXTEND:
3014     case ZERO_EXTEND:
3015       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3016       return;
3017
3018     case LABEL_REF:
3019       dest_loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3020
3021       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3022          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3023          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3024          false.  */
3025
3026       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3027          since this does not count as a loop exit.  */
3028       if (dest_loop)
3029         {
3030           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3031                outer_loop = outer_loop->outer)
3032             if (outer_loop == loop)
3033               break;
3034         }
3035       else
3036         outer_loop = NULL;
3037
3038       if (loop && ! outer_loop)
3039         {
3040           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3041           LABEL_NEXTREF (x) = loop->exit_labels;
3042           loop->exit_labels = x;
3043
3044           for (outer_loop = loop;
3045                outer_loop && outer_loop != dest_loop;
3046                outer_loop = outer_loop->outer)
3047             outer_loop->exit_count++;
3048         }
3049
3050       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3051          by it, it invalidates at least one loop.  */
3052
3053       if (! dest_loop)
3054         return;
3055
3056       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3057          label, except those that also contain the jump insn.  */
3058
3059       for (; dest_loop; dest_loop = dest_loop->outer)
3060         {
3061           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3062           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3063             if (dest_loop == outer_loop)
3064               return;
3065
3066           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3067           if (loop_dump_stream && ! dest_loop->invalid)
3068             fprintf (loop_dump_stream,
3069                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3070                      INSN_UID (dest_loop->start));
3071           
3072           dest_loop->invalid = 1;
3073         }
3074       return;
3075
3076     case SET:
3077       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3078       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3079         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop);
3080       return;
3081
3082     case IF_THEN_ELSE:
3083       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3084       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop);
3085       return;
3086
3087     case PARALLEL:
3088     case ADDR_VEC:
3089       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3090         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop);
3091       return;
3092
3093     case ADDR_DIFF_VEC:
3094       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3095         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop);
3096       return;
3097
3098     default:
3099       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3100          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3101          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3102          loop and any containing loops as invalid.  */
3103       if (loop)
3104         {
3105           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3106             {
3107               if (loop_dump_stream && ! outer_loop->invalid)
3108                 fprintf (loop_dump_stream,
3109                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3110                          INSN_UID (outer_loop->start));
3111               outer_loop->invalid = 1;
3112             }
3113         }
3114       return;
3115     }
3116 }
3117 \f
3118 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3119    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3120    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3121    been previously created by loop.c).  */
3122
3123 static int
3124 labels_in_range_p (insn, end)
3125      rtx insn;
3126      int end;
3127 {
3128   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3129     {
3130       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3131         return 1;
3132       insn = NEXT_INSN (insn);
3133     }
3134
3135   return 0;
3136 }
3137
3138 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3139
3140 static void
3141 note_addr_stored (x, y, data)
3142      rtx x;
3143      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3144      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
3145 {
3146   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3147     return;
3148
3149   /* Count number of memory writes.
3150      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3151   num_mem_sets++;
3152
3153   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3154     if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3155     {
3156       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3157         unknown_constant_address_altered = 1;
3158       else
3159         unknown_address_altered = 1;
3160
3161       return;
3162     }
3163
3164   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3165 }
3166
3167 /* X is a value modified by an INSN that references a biv inside a loop
3168    exit test (ie, X is somehow related to the value of the biv).  If X
3169    is a pseudo that is used more than once, then the biv is (effectively)
3170    used more than once.  DATA is really an `int *', and is set if the
3171    biv is used more than once.  */
3172
3173 static void
3174 note_set_pseudo_multiple_uses (x, y, data)
3175      rtx x;
3176      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3177      void *data;
3178 {
3179   if (x == 0)
3180     return;
3181
3182   while (GET_CODE (x) == STRICT_LOW_PART
3183          || GET_CODE (x) == SIGN_EXTRACT
3184          || GET_CODE (x) == ZERO_EXTRACT
3185          || GET_CODE (x) == SUBREG)
3186     x = XEXP (x, 0);
3187
3188   if (GET_CODE (x) != REG || REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3189     return;
3190
3191   /* If we do not have usage information, or if we know the register
3192      is used more than once, note that fact for check_dbra_loop.  */
3193   if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop
3194       || ! VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (x))
3195       || VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (x)) == const0_rtx)
3196     *((int *) data) = 1;
3197 }
3198 \f
3199 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3200
3201    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3202
3203    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3204    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3205    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3206
3207 int
3208 loop_invariant_p (loop, x)
3209      const struct loop *loop;
3210      register rtx x;
3211 {
3212   register int i;
3213   register enum rtx_code code;
3214   register const char *fmt;
3215   int conditional = 0;
3216   rtx mem_list_entry;
3217
3218   if (x == 0)
3219     return 1;
3220   code = GET_CODE (x);
3221   switch (code)
3222     {
3223     case CONST_INT:
3224     case CONST_DOUBLE:
3225     case SYMBOL_REF:
3226     case CONST:
3227       return 1;
3228
3229     case LABEL_REF:
3230       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3231          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3232          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3233          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3234          the address of this label into a register might get moved outside
3235          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3236
3237          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3238          labels.  */
3239       if (flag_unroll_loops)
3240         return 0;
3241       else
3242         return 1;
3243
3244     case PC:
3245     case CC0:
3246     case UNSPEC_VOLATILE:
3247       return 0;
3248
3249     case REG:
3250       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3251          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3252
3253       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3254            || x == arg_pointer_rtx)
3255           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3256         return 1;
3257
3258       if (LOOP_INFO (loop)->has_call
3259           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3260         return 0;
3261
3262       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3263         return 2;
3264
3265       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3266
3267     case MEM:
3268       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3269          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3270          will be rejected also.  */
3271       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3272         return 0;
3273
3274       /* If we had a subroutine call, any location in memory could
3275          have been clobbered.  We used to test here for volatile and
3276          readonly, but true_dependence knows how to do that better
3277          than we do. */
3278       if (RTX_UNCHANGING_P (x)
3279           ? unknown_constant_address_altered : unknown_address_altered)
3280         return 0;
3281
3282       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3283       mem_list_entry = loop_store_mems;
3284       while (mem_list_entry)
3285         {
3286           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3287                                x, rtx_varies_p))
3288             return 0;
3289
3290           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3291         }
3292
3293       /* It's not invalidated by a store in memory
3294          but we must still verify the address is invariant.  */
3295       break;
3296
3297     case ASM_OPERANDS:
3298       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3299       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3300         return 0;
3301       break;
3302       
3303     default:
3304       break;
3305     }
3306
3307   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3308   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3309     {
3310       if (fmt[i] == 'e')
3311         {
3312           int tem = loop_invariant_p (loop, XEXP (x, i));
3313           if (tem == 0)
3314             return 0;
3315           if (tem == 2)
3316             conditional = 1;
3317         }
3318       else if (fmt[i] == 'E')
3319         {
3320           register int j;
3321           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3322             {
3323               int tem = loop_invariant_p (loop, XVECEXP (x, i, j));
3324               if (tem == 0)
3325                 return 0;
3326               if (tem == 2)
3327                 conditional = 1;
3328             }
3329
3330         }
3331     }
3332
3333   return 1 + conditional;
3334 }
3335
3336 \f
3337 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3338    are INSN and the immediately following insns,
3339    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3340    (not counting uses of REG in them).
3341
3342    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3343
3344    We assume that INSN itself is the first set of REG
3345    and that its source is invariant.  */
3346
3347 static int
3348 consec_sets_invariant_p (loop, reg, n_sets, insn)
3349      const struct loop *loop;
3350      int n_sets;
3351      rtx reg, insn;
3352 {
3353   rtx p = insn;
3354   unsigned int regno = REGNO (reg);
3355   rtx temp;
3356   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3357   int count = n_sets - 1;
3358   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3359   int value = 0;
3360   int this;
3361
3362   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3363   if (n_sets == 127)
3364     return 0;
3365
3366   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3367
3368   while (count > 0)
3369     {
3370       register enum rtx_code code;
3371       rtx set;
3372
3373       p = NEXT_INSN (p);
3374       code = GET_CODE (p);
3375
3376       /* If library call, skip to end of it.  */
3377       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3378         p = XEXP (temp, 0);
3379
3380       this = 0;
3381       if (code == INSN
3382           && (set = single_set (p))
3383           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3384           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3385         {
3386           this = loop_invariant_p (loop, SET_SRC (set));
3387           if (this != 0)
3388             value |= this;
3389           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3390             {
3391               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3392                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3393                  notes are OK.  */
3394               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3395                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3396                           && loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0))));
3397               if (this != 0)
3398                 value |= this;
3399             }
3400         }
3401       if (this != 0)
3402         count--;
3403       else if (code != NOTE)
3404         {
3405           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3406           return 0;
3407         }
3408     }
3409
3410   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3411   /* If loop_invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3412   return 1 + (value & 2);
3413 }
3414
3415 #if 0
3416 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3417    to be moved, so we no longer test it.  */
3418
3419 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3420    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3421
3422 static int
3423 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3424      rtx reg, insn;
3425      short *table;
3426 {
3427   register rtx p = insn;
3428   register int regno = REGNO (reg);
3429
3430   while (1)
3431     {
3432       register enum rtx_code code;
3433       p = NEXT_INSN (p);
3434       code = GET_CODE (p);
3435       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3436         return 1;
3437       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3438           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3439           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3440         {
3441           if (! loop_invariant_p (loop, SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3442             return 0;
3443         }
3444     }
3445 }
3446 #endif /* 0 */
3447 \f
3448 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3449    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3450    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3451
3452 static void
3453 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3454      rtx insn;
3455      rtx x;
3456      varray_type usage;
3457 {
3458   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3459   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3460   int i, j;
3461
3462   if (code == REG)
3463     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3464       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0 
3465          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3466         ? const0_rtx : insn;
3467
3468   else if (code == SET)
3469     {
3470       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3471          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3472          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
3473          for it.  */
3474       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3475         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3476       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3477     }
3478   else
3479     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3480       {
3481         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3482           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3483         else if (fmt[i] == 'E')
3484           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3485             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3486       }
3487 }
3488 \f
3489 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3490    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3491
3492 static void
3493 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3494      rtx insn, x;
3495      varray_type may_not_move;
3496      rtx *last_set;
3497 {
3498   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3499     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3500        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3501     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3502
3503   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3504     {
3505       rtx dest = SET_DEST (x);
3506       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3507              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3508              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3509              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3510         dest = XEXP (dest, 0);
3511       if (GET_CODE (dest) == REG)
3512         {
3513           register int regno = REGNO (dest);
3514           /* If this is the first setting of this reg
3515              in current basic block, and it was set before,
3516              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3517              be moved out of the loop.  */
3518           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0 
3519               && last_set[regno] == 0)
3520             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3521           /* If this is not first setting in current basic block,
3522              see if reg was used in between previous one and this.
3523              If so, neither one can be moved.  */
3524           if (last_set[regno] != 0
3525               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3526             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3527           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3528             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3529           last_set[regno] = insn;
3530         }
3531     }
3532 }
3533
3534 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3535    that is modified by an insn between FROM and TO.
3536    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3537    stop incrementing it, to avoid overflow.
3538
3539    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3540    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3541    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3542    in which case this processing is not done.
3543
3544    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3545    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3546
3547 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3548    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3549
3550 static void
3551 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3552      register rtx from, to;
3553      varray_type may_not_move;
3554      varray_type single_usage;
3555      int *count_ptr;
3556      int nregs;
3557 {
3558   register rtx *last_set = (rtx *) xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
3559   register rtx insn;
3560   register int count = 0;
3561
3562   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3563     {
3564       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3565         {
3566           ++count;
3567
3568           /* Record registers that have exactly one use.  */
3569           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3570
3571           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3572           if (REG_NOTES (insn))
3573             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3574
3575           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3576               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3577             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3578           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3579             {
3580               register int i;
3581               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3582                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3583                                may_not_move, last_set);
3584             }
3585         }
3586
3587       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3588         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3589     }
3590   *count_ptr = count;
3591
3592   /* Clean up.  */
3593   free (last_set);
3594 }
3595 \f
3596 /* Given a loop that is bounded by LOOP->START and LOOP->END and that
3597    is entered at LOOP->SCAN_START, return 1 if the register set in SET
3598    contained in insn INSN is used by any insn that precedes INSN in
3599    cyclic order starting from the loop entry point.
3600
3601    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3602    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3603    from an inner loop past two loops.  */
3604
3605 static int
3606 loop_reg_used_before_p (loop, set, insn)
3607      const struct loop *loop;
3608      rtx set, insn;
3609 {
3610   rtx reg = SET_DEST (set);
3611   rtx p;
3612
3613   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3614      are done.  Otherwise, if we hit LOOP->END, wrap around to LOOP->START.  */
3615   for (p = loop->scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3616     {
3617       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3618           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3619         return 1;
3620
3621       if (p == loop->end)
3622         p = loop->start;
3623     }
3624
3625   return 0;
3626 }
3627 \f
3628 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3629    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3630 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3631    value is a linear function of a biv.  */
3632
3633 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3634    Givs by `general_induction_var'.  */
3635
3636 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3637    induction variable, and if so what type.  */
3638
3639 varray_type reg_iv_type;
3640
3641 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3642    if register is an induction variable.  This holds general info for
3643    all induction variables.  */
3644
3645 varray_type reg_iv_info;
3646
3647 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3648    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3649    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3650    to.  */
3651
3652 struct iv_class **reg_biv_class;
3653
3654 /* The head of a list which links together (via the next field)
3655    every iv class for the current loop.  */
3656
3657 struct iv_class *loop_iv_list;
3658
3659 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3660    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3661    separately.  */
3662 unsigned int first_increment_giv, last_increment_giv;
3663
3664 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3665
3666 static rtx note_insn;
3667
3668 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3669
3670 static rtx addr_placeholder;
3671
3672 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3673    for the strength reduction code.  */
3674
3675 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3676    bivs, may cause problems.  */
3677
3678 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3679    performance problems.
3680
3681    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3682    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3683    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3684    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3685    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3686    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3687
3688 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3689    positive.  */
3690
3691 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3692    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3693    e.g. the VAX acb insn.  */
3694
3695 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3696    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3697    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3698 \f
3699 /* Scan the loop body and call FNCALL for each insn.  In the addition to the
3700    LOOP and INSN parameters pass MAYBE_MULTIPLE and NOT_EVERY_ITERATION to the
3701    callback.
3702  
3703    NOT_EVERY_ITERATION if current insn is not executed at least once for every
3704    loop iteration except for the last one.
3705
3706    MAYBE_MULTIPLE is 1 if current insn may be executed more than once for every
3707    loop iteration.
3708  */
3709 void
3710 for_each_insn_in_loop (loop, fncall)
3711      struct loop *loop;
3712      loop_insn_callback fncall;
3713 {
3714   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3715      iteration.  */
3716   int not_every_iteration = 0;
3717   int maybe_multiple = 0;
3718   int past_loop_latch = 0;
3719   int loop_depth = 0;
3720   rtx p;
3721
3722   /* If loop_scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3723      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3724   if (prev_nonnote_insn (loop->scan_start) != prev_nonnote_insn (loop->start))
3725     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (loop, loop->scan_start);
3726
3727   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3728
3729   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
3730        p != NULL_RTX;
3731        p = next_insn_in_loop (loop, p))
3732     {
3733       fncall (loop, p, maybe_multiple, not_every_iteration);
3734
3735       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3736          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3737          jump insn between here and the end of the loop either
3738          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3739          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3740
3741       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3742         {
3743           rtx insn = p;
3744
3745           maybe_multiple = 0;
3746
3747           while (1)
3748             {
3749               insn = NEXT_INSN (insn);
3750               if (insn == loop->scan_start)
3751                 break;
3752               if (insn == loop->end)
3753                 {
3754                   if (loop->top != 0)
3755                     insn = loop->top;
3756                   else
3757                     break;
3758                   if (insn == loop->scan_start)
3759                     break;
3760                 }
3761
3762               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3763                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3764                   && (!condjump_p (insn)
3765                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3766                           && JUMP_LABEL (insn) != loop->scan_start
3767                           && !loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3768                 {
3769                   maybe_multiple = 1;
3770                   break;
3771                 }
3772             }
3773         }
3774
3775       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3776          on whether they will be executed during each iteration.  */
3777       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3778          code in scan_loop.  */
3779       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3780       /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3781          beginning, don't set not_every_iteration for that.
3782          This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3783          will be executed if the loop is executed.  */
3784           && !(JUMP_LABEL (p) == loop->top
3785              && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end && simplejump_p (p))
3786                  || (NEXT_INSN (p) == loop->end && condjump_p (p)))))
3787         {
3788           rtx label = 0;
3789
3790           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3791              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3792              loop->exits_labels list.  */
3793
3794           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3795             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3796               break;
3797
3798           if (!label)
3799             not_every_iteration = 1;
3800         }
3801
3802       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3803         {
3804           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3805              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3806              even though the exit code has been duplicated.
3807
3808              Insns are also again known to be executed each iteration at
3809              the LOOP_CONT note.  */
3810           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3811                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3812               && loop_depth == 0)
3813             not_every_iteration = 0;
3814           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3815             loop_depth++;
3816           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3817             loop_depth--;
3818         }
3819
3820       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
3821          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
3822          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
3823          a new loop iteration.
3824
3825          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
3826          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
3827          which immediately follows LOOP_START.  */
3828       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3829           && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop->start))
3830         past_loop_latch = 1;
3831
3832       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3833          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3834          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3835          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3836
3837          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3838          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
3839          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
3840          executed each iteration.  */
3841
3842       if (not_every_iteration
3843           && !past_loop_latch
3844           && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3845           && no_labels_between_p (p, loop->end)
3846           && loop_insn_first_p (p, loop->cont))
3847         not_every_iteration = 0;
3848     }
3849 }
3850 \f
3851 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  
3852
3853    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3854    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3855    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3856    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3857    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.   */
3858
3859 static void
3860 strength_reduce (loop, insn_count, unroll_p, bct_p)
3861      struct loop *loop;
3862      int insn_count;
3863      int unroll_p, bct_p ATTRIBUTE_UNUSED;
3864 {
3865   rtx p;
3866   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3867   struct iv_class *bl, **backbl;
3868   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3869   /* Ratio of extra register life span we can justify
3870      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3871      since in that case saving an insn makes more difference
3872      and more registers are available.  */
3873   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3874   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3875   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3876   rtx *reg_map = NULL;
3877   int reg_map_size;
3878   int call_seen;
3879   rtx test;
3880   rtx end_insert_before;
3881   int n_extra_increment;
3882   int unrolled_insn_copies = 0;
3883   rtx loop_start = loop->start;
3884   rtx loop_end = loop->end;
3885   rtx loop_scan_start = loop->scan_start;
3886
3887   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3888   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3889   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3890     xcalloc (max_reg_before_loop, sizeof (struct iv_class *));
3891
3892   loop_iv_list = 0;
3893   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3894
3895   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3896      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3897      order (i.e. loop order). 
3898
3899      If loop_end is the end of the current function, then emit a 
3900      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3901      dummy note insn.  */
3902   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3903     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3904   else
3905     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3906
3907   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_bivs);
3908
3909   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3910      Make a sanity check against n_times_set.  */
3911   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3912     {
3913       int fail = 0;
3914
3915       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3916           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3917           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3918           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3919           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3920              move.  So leave it alone.  */
3921           || ! bl->incremented)
3922         fail = 1;
3923       else if (bl->biv_count > 1)
3924         {
3925           /* ??? If we have multiple increments for this BIV, and any of
3926              them take multiple insns to perform the increment, drop the
3927              BIV, since the bit below that converts the extra increments
3928              into GIVs can't handle the multiple insn increment.  */
3929           
3930           struct induction *v;
3931           for (v = bl->biv; v ; v = v->next_iv)
3932             if (v->multi_insn_incr)
3933               fail = 1;
3934         }
3935
3936       if (fail)
3937         {
3938           if (loop_dump_stream)
3939             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3940                      bl->regno,
3941                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3942                       ? "not induction variable"
3943                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3944                          : "count error")));
3945           
3946           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3947           *backbl = bl->next;
3948         }
3949       else
3950         {
3951           backbl = &bl->next;
3952
3953           if (loop_dump_stream)
3954             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3955         }
3956     }
3957
3958   /* Exit if there are no bivs.  */
3959   if (! loop_iv_list)
3960     {
3961       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3962          strength reduction info available.  */
3963       if (unroll_p)
3964         unroll_loop (loop, insn_count, end_insert_before, 0);
3965
3966       goto egress;
3967     }
3968
3969   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3970      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3971
3972   call_seen = 0;
3973   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3974     {
3975       note_insn = p;
3976
3977       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3978         call_seen = 1;
3979
3980       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3981           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3982         note_stores (PATTERN (p), record_initial, NULL);
3983
3984       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3985          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3986          constants and registers and only certain of those.  */
3987       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3988           && JUMP_LABEL (p) != 0
3989           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3990           && (test = get_condition_for_loop (loop, p)) != 0
3991           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3992           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3993           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3994           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3995           && bl->init_insn == 0)
3996         {
3997           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3998           if (GET_CODE (test) == NE)
3999             {
4000               bl->init_insn = p;
4001               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
4002                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
4003             }
4004           else
4005             bl->initial_test = test;
4006         }
4007     }
4008
4009   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
4010      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
4011      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
4012   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
4013     {
4014       rtx src;
4015       rtx note;
4016
4017       if (! bl->init_insn)
4018         continue;
4019
4020       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
4021          is a constant, use the value of that.  */
4022       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
4023            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
4024           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
4025               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
4026         src = XEXP (note, 0);
4027       else
4028         src = SET_SRC (bl->init_set);
4029
4030       if (loop_dump_stream)
4031         fprintf (loop_dump_stream,
4032                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
4033                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
4034
4035       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
4036            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4037           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
4038         {
4039           bl->initial_value = src;
4040
4041           if (loop_dump_stream)
4042             {
4043               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
4044                 {
4045                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
4046                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
4047                 }
4048               else
4049                 {
4050                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
4051                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4052                 }
4053             }
4054         }
4055       else
4056         {
4057           struct iv_class *bl2 = 0;
4058           rtx increment = NULL_RTX;
4059
4060           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
4061              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
4062              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
4063              For simplicity, we only handle the case where there is but a
4064              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
4065           if (bl->biv_count == 1
4066               && bl->regno < max_reg_before_loop
4067               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4068               && GET_CODE (src) == PLUS
4069               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
4070               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4071               && ((increment = biv_total_increment (bl)) != NULL_RTX))
4072             {
4073               unsigned int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4074
4075               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4076                 if (bl2->regno == regno)
4077                   break;
4078             }
4079         
4080           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4081           if (bl2
4082               && bl2->biv_count == 1
4083               && rtx_equal_p (increment, biv_total_increment (bl2))
4084               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4085                  without any intervening labels.  */
4086               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4087                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4088               /* The register from BL2 must be set before the register from
4089                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4090                  the former set.  Currently there can't be any labels
4091                  in-between when biv_total_increment returns nonzero both times
4092                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4093                  gets used to set always_computable.  */
4094               && (loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4095                   ? no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4096                   : (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4097                                            bl2->biv->insn)
4098                      && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4099               && validate_change (bl->biv->insn,
4100                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4101                                   copy_rtx (src), 0))
4102             {
4103               rtx dominator = loop->cont_dominator;
4104               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4105               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4106               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4107
4108               if (loop_dump_stream)
4109                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4110               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4111               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4112               reg_biv_class[bl->regno] = (struct iv_class *) NULL_PTR;
4113               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4114                  before the first giv use.  */
4115               if (dominator
4116                   && ! loop_insn_first_p (dominator, loop_scan_start)
4117                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4118                                           dominator)
4119                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4120                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4121                 {
4122                   rtx p;
4123                   rtx next;
4124
4125                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4126                     {
4127                       if ((GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) == 'i'
4128                            && (reg_mentioned_p (giv, PATTERN (next))
4129                                || reg_set_p (bl2->biv->src_reg, next)))
4130                           || GET_CODE (next) == JUMP_INSN)
4131                         break;
4132 #ifdef HAVE_cc0
4133                       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) != 'i'
4134                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4135 #endif
4136                         dominator = next;
4137                     }
4138                   if (loop_dump_stream)
4139                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4140                              INSN_UID (dominator));
4141                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4142                      and adjusting all luids in the range.  */
4143                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4144                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4145                     p = PREV_INSN (p);
4146                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4147                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4148                      this giv, delete it.  */
4149                   if (single_set (bl->init_insn)
4150                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4151                     delete_insn (bl->init_insn);
4152                 }
4153               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4154                 {
4155                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4156                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4157                     p = PREV_INSN (p);
4158                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4159                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4160                                  INSN_LUID (p));
4161                 }
4162               /* Remove this biv from the chain.  */
4163               if (bl->next)
4164                 {
4165                   /* We move the following giv from *bl->next into *bl.
4166                      We have to update reg_biv_class for that moved biv
4167                      to point to its new address.  */
4168                   *bl = *bl->next;
4169                   reg_biv_class[bl->regno] = bl;
4170                 }
4171               else
4172                 {
4173                   *backbl = 0;
4174                   break;
4175                 }
4176             }
4177
4178           /* If we can't make it a giv,
4179              let biv keep initial value of "itself".  */
4180           else if (loop_dump_stream)
4181             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4182         }
4183     }
4184
4185   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4186      all but the last increment into a giv.  */
4187
4188   /* Get an upper bound for the number of registers
4189      we might have after all bivs have been processed.  */
4190   first_increment_giv = max_reg_num ();
4191   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4192     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4193
4194   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4195      replacements to take place, since this could loose the volatile
4196      markers.  */
4197   if (n_extra_increment  && ! loop_info->has_volatile)
4198     {
4199       unsigned int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4200
4201       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4202       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4203       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4204
4205       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4206         {
4207           struct induction **vp, *v, *next;
4208           int biv_dead_after_loop = 0;
4209
4210           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this
4211              first.  */
4212           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4213             {
4214               next = v->next_iv;
4215               v->next_iv = bl->biv;
4216               bl->biv = v;
4217             }
4218
4219           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4220              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4221              would mean that we'd be missing an increment for the final
4222              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4223              the first part of the test to set bl->eliminable.
4224              We don't check here if we can calculate the final value, since
4225              this can't succeed if we already know that there is a jump
4226              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4227              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4228              implies that the jump destination is outside the loop.
4229              If we want to make this check more sophisticated, we should
4230              check each branch between v->insn and next->insn individually
4231              to see if the biv is dead at its destination.  */
4232
4233           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4234               && bl->init_insn
4235               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4236               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4237                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4238 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4239               && ! bl->nonneg
4240 #endif
4241               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4242             biv_dead_after_loop = 1;
4243
4244           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4245             {
4246               HOST_WIDE_INT offset;
4247               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn, note;
4248               int old_regno, new_regno;
4249
4250               if (! v->always_executed
4251                   || v->maybe_multiple
4252                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4253                   || ! next->always_executed
4254                   || next->maybe_multiple
4255                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4256                   || v->mult_val != const1_rtx
4257                   || next->mult_val != const1_rtx
4258                   || ! (biv_dead_after_loop
4259                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4260                 {
4261                   vp = &v->next_iv;
4262                   continue;
4263                 }
4264               offset = INTVAL (v->add_val);
4265               set = single_set (v->insn);
4266               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4267               old_reg = v->dest_reg;
4268               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4269     
4270               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4271                  have been allocated with some slop space, so we may not
4272                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4273                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4274               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4275                 {
4276                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4277                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4278                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4279                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4280                   VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
4281                 }
4282     
4283               if (! validate_change (next->insn, next->location, add_val, 0))
4284                 {
4285                   vp = &v->next_iv;
4286                   continue;
4287                 }
4288
4289               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4290                  it into the uses.  */
4291
4292               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4293
4294               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4295                    p != next->insn;
4296                    p = next_insn_in_loop (loop, p))
4297                 {
4298                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4299                     continue;
4300                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4301                     {
4302                       last_use_insn = p;
4303                     }
4304                 }
4305
4306               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4307                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4308                  of an inner loop, so there is little point in making this
4309                  a DEST_REG giv anyways.  */
4310               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4311                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4312                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4313                 {
4314                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4315                   if (! validate_change (next->insn, next->location,
4316                       next->add_val, 0))
4317                     abort ();
4318                   vp = &v->next_iv;
4319                   continue;
4320                 }
4321               next->add_val = add_val;
4322               v->dest_reg = dest_reg;
4323               v->giv_type = DEST_REG;
4324               v->location = &SET_SRC (set);
4325               v->cant_derive = 0;
4326               v->combined_with = 0;
4327               v->maybe_dead = 0;
4328               v->derive_adjustment = 0;
4329               v->same = 0;
4330               v->ignore = 0;
4331               v->new_reg = 0;
4332               v->final_value = 0;
4333               v->same_insn = 0;
4334               v->auto_inc_opt = 0;
4335               v->unrolled = 0;
4336               v->shared = 0;
4337               v->derived_from = 0;
4338               v->always_computable = 1;
4339               v->always_executed = 1;
4340               v->replaceable = 1;
4341               v->no_const_addval = 0;
4342     
4343               old_regno = REGNO (old_reg);
4344               new_regno = REGNO (dest_reg);
4345               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4346               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4347               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4348               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4349               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4350     
4351               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4352               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4353
4354               /* If next_insn has a REG_EQUAL note that mentiones OLD_REG,
4355                  it must be replaced.  */
4356               note = find_reg_note (next->insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
4357               if (note && reg_mentioned_p (old_reg, XEXP (note, 0)))
4358                 XEXP (note, 0) = copy_rtx (SET_SRC (single_set (next->insn)));
4359
4360               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4361                  and record it as a giv.  */
4362               *vp = next;
4363               bl->biv_count--;
4364               v->next_iv = bl->giv;
4365               bl->giv = v;
4366               bl->giv_count++;
4367               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4368               bl->total_benefit += v->benefit;
4369     
4370               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4371                  the replaced increment and the next increment, and
4372                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4373               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4374                    p != next->insn;
4375                    p = next_insn_in_loop (loop, p))
4376                 {
4377                   rtx note;
4378     
4379                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4380                     continue;
4381                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4382                     {
4383                       last_use_insn = p;
4384                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4385                         abort ();
4386                     }
4387                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4388                     {
4389                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4390                         XEXP (note, 0)
4391                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4392                     }
4393                 }
4394     
4395               v->last_use = last_use_insn;
4396               v->lifetime = INSN_LUID (last_use_insn) - INSN_LUID (v->insn);
4397               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4398                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4399                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4400               if (v->lifetime == 0)
4401                 v->ignore = 1;
4402
4403               if (loop_dump_stream)
4404                 fprintf (loop_dump_stream,
4405                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n",
4406                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4407             }
4408         }
4409     }
4410   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4411
4412   /* Search the loop for general induction variables.  */
4413
4414   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_givs);
4415
4416   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4417      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4418      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4419      fail if the iteration variable is a giv.  */
4420
4421   loop_iterations (loop);
4422
4423   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4424      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4425      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4426      so that final_giv_value will work correctly.  */
4427
4428   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4429     {
4430       struct induction *v;
4431
4432       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4433         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4434           check_final_value (loop, v);
4435     }
4436
4437   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4438      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4439      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4440   check_dbra_loop (loop, insn_count);
4441
4442   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4443      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4444      reg_iv_type for a suitable size.  */
4445   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4446   reg_map = (rtx *) xcalloc (reg_map_size, sizeof (rtx));
4447
4448   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4449      variable elimination.  */
4450
4451   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4452     {
4453       struct induction *v;
4454       int benefit;
4455       int all_reduced;
4456       rtx final_value = 0;
4457       unsigned int nregs;
4458
4459       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4460          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4461          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4462          what its final value will be.
4463
4464          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4465          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4466          this biv.  */
4467
4468       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4469          We aren't concerned with any uses of the biv between
4470          init_insn and loop_start since these won't be affected
4471          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4472          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4473          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4474
4475       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4476            && bl->init_insn
4477            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4478            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4479 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4480            && ! bl->nonneg
4481 #endif
4482            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4483           || ((final_value = final_biv_value (loop, bl))
4484 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4485               && ! bl->nonneg
4486 #endif
4487               ))
4488         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (loop, bl, 0, threshold, 
4489                                               insn_count);
4490       else
4491         {
4492           if (loop_dump_stream)
4493             {
4494               fprintf (loop_dump_stream,
4495                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4496                        bl->regno);
4497               fprintf (loop_dump_stream,
4498                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4499                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4500                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4501             }
4502         }
4503
4504       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4505       combine_givs (bl);
4506
4507       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4508          biv have been strength reduced.
4509          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4510       all_reduced = 1;
4511
4512       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4513          it.  Skip giv's combined with others.  */
4514       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4515         {
4516           struct induction *tv;
4517
4518           if (v->ignore || v->same)
4519             continue;
4520
4521           benefit = v->benefit;
4522
4523           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4524              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4525              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4526              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4527              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4528              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4529              a cost.  Similar situations exist.  */
4530           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4531              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4532              be necessary.  */
4533           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4534               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4535             benefit -= copy_cost;
4536
4537           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4538              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4539           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4540
4541           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4542              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4543              This decision can be made independently for each giv.  */
4544
4545 #ifdef AUTO_INC_DEC
4546           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4547              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4548              add_cost that was done above).  */
4549           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4550               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4551             {
4552               if (HAVE_POST_INCREMENT
4553                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4554                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4555               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4556                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4557                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4558               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4559                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4560                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4561               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4562                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4563                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4564             }
4565 #endif
4566
4567           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4568              flag, and clear all_reduced.  */
4569
4570           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4571              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4572              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4573              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4574              exit.  */
4575
4576           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4577               && ! bl->reversed )
4578             {
4579               if (loop_dump_stream)
4580                 fprintf (loop_dump_stream,
4581                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4582                          INSN_UID (v->insn),
4583                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4584               v->ignore = 1;
4585               all_reduced = 0;
4586             }
4587           else
4588             {
4589               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4590                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4591
4592               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4593                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4594                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4595                   {
4596                     if (loop_dump_stream)
4597                       fprintf (loop_dump_stream,
4598                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4599                                INSN_UID (v->insn));
4600                     v->ignore = 1;
4601                     all_reduced = 0;
4602                     break;
4603                   }
4604             }
4605         }
4606
4607       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4608          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4609          dead and should not be used to derive another giv nor to
4610          eliminate a biv.  */
4611       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4612         {
4613           if (v->ignore
4614               || (v->same && v->same->ignore))
4615             continue;
4616
4617           if (v->last_use)
4618             {
4619               struct induction *v1;
4620
4621               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4622                 if (v->last_use == v1->insn)
4623                   v->maybe_dead = 1;
4624             }
4625           else if (v->giv_type == DEST_REG
4626               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4627             {
4628               struct induction *v1;
4629
4630               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4631                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4632                   v->maybe_dead = 1;
4633             }
4634         }
4635
4636       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4637          combinations to reduce register pressure.
4638          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4639          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4640          reallocation here since it allows to check if there are still
4641          more bivs to process.  */
4642       nregs = max_reg_num ();
4643       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4644         {
4645           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4646              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4647           if (bl->next)
4648             nregs += nregs / 4;
4649           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4650           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4651           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4652         }
4653       recombine_givs (loop, bl, unroll_p);
4654
4655       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4656
4657       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4658         {
4659           struct induction *tv;
4660           if (! v->ignore && v->same == 0)
4661             {
4662               int auto_inc_opt = 0;
4663
4664               /* If the code for derived givs immediately below has already
4665                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4666               if (! v->new_reg)
4667                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4668
4669               if (v->derived_from)
4670                 {
4671                   struct induction *d = v->derived_from;
4672
4673                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4674                      to replace it in v->insn now.  */
4675                   if (! d->new_reg)
4676                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4677                   PATTERN (v->insn)
4678                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4679                   PATTERN (v->insn)
4680                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4681                   /* For each place where the biv is incremented, add an
4682                      insn to set the new, reduced reg for the giv.
4683                      We used to do this only for biv_count != 1, but
4684                      this fails when there is a giv after a single biv
4685                      increment, e.g. when the last giv was expressed as
4686                      pre-decrement.  */
4687                   for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4688                     {
4689                       /* We always emit reduced giv increments before the
4690                          biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4691                          emitting the add insns for derived givs after the
4692                          biv increment, they pick up the updated value of
4693                          the reduced giv.
4694                          If the reduced giv is processed with
4695                          auto_inc_opt == 1, then it is incremented earlier
4696                          than the biv, hence we'll still pick up the right
4697                          value.
4698                          If it's processed with auto_inc_opt == -1,
4699                          that implies that the biv increment is before the
4700                          first reduced giv's use.  The derived giv's lifetime
4701                          is after the reduced giv's lifetime, hence in this
4702                          case, the biv increment doesn't matter.  */
4703                       emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)), tv->insn);
4704                     }
4705                   continue;
4706                 }
4707
4708 #ifdef AUTO_INC_DEC
4709               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4710                  this is an address giv, then try to put the increment
4711                  immediately after its use, so that flow can create an
4712                  auto-increment addressing mode.  */
4713               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4714                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4715                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4716                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4717                   && ! bl->reversed
4718                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4719                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4720                 {
4721                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4722                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4723                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4724
4725                      We simplify this by looking for the common case where
4726                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4727                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4728                      increment occurs after the address giv, then we can
4729                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4730                      would have to go before other_giv, and we would not be
4731                      able to combine it with the address giv to get an
4732                      auto-inc address.)  */
4733                   if (v->combined_with)
4734                     {
4735                       struct induction *other_giv = 0;
4736
4737                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4738                         if (tv->same == v)
4739                           {
4740                             if (other_giv)
4741                               break;
4742                             else
4743                               other_giv = tv;
4744                           }
4745                       if (! tv && other_giv
4746                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4747                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4748                               == INSN_UID (v->insn))
4749                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4750                         auto_inc_opt = 1;
4751                     }
4752                   /* Check for case where increment is before the address
4753                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4754                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4755                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop_scan_start)
4756                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4757                                     > INSN_LUID (loop_scan_start))))
4758                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop_scan_start)
4759                                && (INSN_LUID (loop_scan_start)
4760                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4761                     auto_inc_opt = -1;
4762                   else
4763                     auto_inc_opt = 1;
4764
4765 #ifdef HAVE_cc0
4766                   {
4767                     rtx prev;
4768
4769                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4770                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4771                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4772                         || (auto_inc_opt == -1
4773                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4774                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4775                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4776                       auto_inc_opt = 0;
4777                   }
4778 #endif
4779
4780                   if (auto_inc_opt)
4781                     v->auto_inc_opt = 1;
4782                 }
4783 #endif
4784
4785               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4786                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4787               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4788                 {
4789                   rtx insert_before;
4790
4791                   if (! auto_inc_opt)
4792                     insert_before = tv->insn;
4793                   else if (auto_inc_opt == 1)
4794                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4795                   else
4796                     insert_before = v->insn;
4797
4798                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4799                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4800                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4801                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4802                     /* A multiply is acceptable here
4803                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4804                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4805                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4806                 }
4807
4808               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4809
4810               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4811                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4812             }
4813         }
4814
4815       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4816          as not reduced.
4817          
4818          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4819          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4820          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4821
4822       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4823         {
4824           if (v->same && v->same->ignore)
4825             v->ignore = 1;
4826
4827           if (v->ignore)
4828             continue;
4829
4830           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4831              replaced.  */
4832           if (v->same)
4833             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4834                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4835
4836           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4837             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4838                this giv.  */
4839             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4840           else if (v->replaceable)
4841             {
4842               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4843
4844 #if 0
4845               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4846                  this is unnecessary now?  */
4847
4848               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4849                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4850
4851                  However, especially when unrolling loops, the special
4852                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4853                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4854                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4855                  We can not delete the original insn, since it may be part
4856                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4857                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4858               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4859                                v->insn);
4860 #endif
4861             }
4862           else
4863             {
4864               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4865                  the reduced giv, same as above.  */
4866               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4867                                v->insn);
4868             }
4869
4870           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4871              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4872              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4873              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4874              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4875           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4876             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4877                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4878           else if (v->final_value)
4879             {
4880               rtx insert_before;
4881
4882               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4883                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4884                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4885                  since this is slightly more efficient.  */
4886               if (loop->exit_count)
4887                 insert_before = loop_start;
4888               else
4889                 insert_before = end_insert_before;
4890               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4891                                 insert_before);
4892
4893 #if 0
4894               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4895                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4896                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4897                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4898                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4899                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4900                  matter that the original insn remains because it is dead
4901                  anyways.  */
4902               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4903                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4904               delete_insn (v->insn);
4905 #endif
4906             }
4907
4908           if (loop_dump_stream)
4909             {
4910               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4911                        INSN_UID (v->insn));
4912               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4913               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4914             }
4915         }
4916
4917       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4918          merit it.  */
4919
4920       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4921          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4922          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4923          combined with.
4924
4925          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4926          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4927          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4928          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4929          used from the simpler giv.  */
4930
4931       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4932         if (! v->maybe_dead && v->same)
4933           v->same->maybe_dead = 0;
4934
4935       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4936          This won't work if ! all_reduced,
4937          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4938
4939          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
4940          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
4941          be used as a biv replacement.  
4942
4943          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4944          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4945          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
4946          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4947          replace it with a compare with a constant will fail.
4948
4949          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4950          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4951          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4952
4953       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
4954           && maybe_eliminate_biv (loop, bl, 1, threshold, insn_count))
4955         {
4956           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4957              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4958              we might want to rewrite it also.  This way some later
4959              pass has more hope of removing the initialization of this
4960              biv entirely.  */
4961
4962           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4963              and we must emit an insn to set it just in case.
4964
4965              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
4966              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
4967              proper final value for such a biv here anyways.  */
4968           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
4969             {
4970               rtx insert_before;
4971
4972               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4973                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4974                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
4975                  loop, since this is slightly more efficient.  */
4976               if (loop->exit_count)
4977                 insert_before = loop_start;
4978               else
4979                 insert_before = end_insert_before;
4980
4981               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
4982                                 end_insert_before);
4983             }
4984
4985 #if 0
4986           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
4987              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
4988              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
4989           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
4990              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
4991              will only succeed when there are multiple exits if the biv
4992              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
4993              insn remains, because it is dead anyways.  */
4994           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
4995             delete_insn (v->insn);
4996 #endif
4997
4998           if (loop_dump_stream)
4999             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
5000                      bl->regno);
5001         }
5002     }
5003
5004   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5005      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5006
5007   for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5008     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5009         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5010       {
5011         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5012         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5013         INSN_CODE (p) = -1;
5014       }
5015
5016   if (loop_info->n_iterations > 0)
5017     {
5018       /* When we completely unroll a loop we will likely not need the increment
5019          of the loop BIV and we will not need the conditional branch at the
5020          end of the loop.  */
5021       unrolled_insn_copies = insn_count - 2;
5022
5023 #ifdef HAVE_cc0
5024       /* When we completely unroll a loop on a HAVE_cc0 machine we will not
5025          need the comparison before the conditional branch at the end of the
5026          loop.  */
5027       unrolled_insn_copies -= 1;
5028 #endif
5029
5030       /* We'll need one copy for each loop iteration.  */
5031       unrolled_insn_copies *= loop_info->n_iterations;
5032
5033       /* A little slop to account for the ability to remove initialization
5034          code, better CSE, and other secondary benefits of completely
5035          unrolling some loops.  */
5036       unrolled_insn_copies -= 1;
5037
5038       /* Clamp the value.  */
5039       if (unrolled_insn_copies < 0)
5040         unrolled_insn_copies = 0;
5041     }
5042   
5043   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5044      induction variable information that strength_reduce has already
5045      collected.  Always unroll loops that would be as small or smaller
5046      unrolled than when rolled.  */
5047   if (unroll_p
5048       || (loop_info->n_iterations > 0
5049           && unrolled_insn_copies <= insn_count))
5050     unroll_loop (loop, insn_count, end_insert_before, 1);
5051
5052 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5053   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5054   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5055       && flag_branch_on_count_reg)
5056     insert_bct (loop);
5057 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5058
5059   if (loop_dump_stream)
5060     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5061
5062 egress:
5063   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5064   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5065   free (reg_biv_class);
5066   if (reg_map)
5067     free (reg_map);
5068 }
5069 \f
5070 /*Record all basic induction variables calculated in the insn.  */
5071 static void
5072 check_insn_for_bivs (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple)
5073      struct loop *loop;
5074      rtx p;
5075      int not_every_iteration;
5076      int maybe_multiple;
5077 {
5078   rtx set;
5079   rtx dest_reg;
5080   rtx inc_val;
5081   rtx mult_val;
5082   rtx *location;
5083
5084   if (GET_CODE (p) == INSN
5085       && (set = single_set (p))
5086       && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
5087     {
5088       dest_reg = SET_DEST (set);
5089       if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
5090           && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
5091           && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
5092         {
5093           int multi_insn_incr = 0;
5094
5095           if (basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
5096                                    GET_MODE (SET_SRC (set)),
5097                                    dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
5098                                    &location, &multi_insn_incr))
5099             {
5100               /* It is a possible basic induction variable.
5101                  Create and initialize an induction structure for it.  */
5102
5103               struct induction *v
5104               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5105
5106               record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5107                           not_every_iteration, maybe_multiple,
5108                           multi_insn_incr);
5109               REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
5110             }
5111           else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
5112             REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
5113         }
5114     }
5115 }
5116 \f
5117 /* Record all givs calculated in the insn.  
5118    A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
5119    biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
5120 static void
5121 check_insn_for_givs (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple)
5122      struct loop *loop;
5123      rtx p;
5124      int not_every_iteration;
5125      int maybe_multiple;
5126 {
5127   rtx set;
5128   /* Look for a general induction variable in a register.  */
5129   if (GET_CODE (p) == INSN
5130       && (set = single_set (p))
5131       && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5132       && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
5133     {
5134       rtx src_reg;
5135       rtx dest_reg;
5136       rtx add_val;
5137       rtx mult_val;
5138       int benefit;
5139       rtx regnote = 0;
5140       rtx last_consec_insn;
5141
5142       dest_reg = SET_DEST (set);
5143       if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
5144         return;
5145
5146       if (/* SET_SRC is a giv.  */
5147           (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
5148                                   &mult_val, 0, &benefit)
5149            /* Equivalent expression is a giv.  */
5150            || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
5151                && general_induction_var (loop, XEXP (regnote, 0), &src_reg,
5152                                          &add_val, &mult_val, 0,
5153                                          &benefit)))
5154           /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
5155              We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
5156           && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
5157           /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
5158           && dest_reg != src_reg
5159           /* This must be the only place where the register is set.  */
5160           && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
5161               /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
5162               || (benefit = consec_sets_giv (loop, benefit, p,
5163                                              src_reg, dest_reg,
5164                                              &add_val, &mult_val,
5165                                              &last_consec_insn))))
5166         {
5167           struct induction *v
5168             = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5169
5170           /* If this is a library call, increase benefit.  */
5171           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
5172             benefit += libcall_benefit (p);
5173
5174           /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
5175           if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
5176             p = last_consec_insn;
5177
5178           record_giv (loop, v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val,
5179                       benefit, DEST_REG, not_every_iteration,
5180                       maybe_multiple, NULL_PTR);
5181
5182         }
5183     }
5184
5185 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
5186   /* Look for givs which are memory addresses.  */
5187   /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
5188      still does.  */
5189   if (GET_CODE (p) == INSN)
5190     find_mem_givs (loop, PATTERN (p), p, not_every_iteration,
5191                    maybe_multiple);
5192 #endif
5193
5194   /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
5195      change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
5196   if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5197     || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
5198     update_giv_derive (loop, p);
5199
5200 }
5201 \f
5202 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5203    compared against in an initial test).
5204
5205    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5206    the current insn and the start of the loop.
5207
5208    INSN is the insn containing X.  */
5209
5210 static int
5211 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5212      rtx x;
5213      rtx insn;
5214      int call_seen;
5215      rtx loop_start;
5216 {
5217   if (CONSTANT_P (x))
5218     return 1;
5219
5220   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5221      we know.  */
5222   if (GET_CODE (x) != REG
5223       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5224     return 0;
5225
5226   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5227      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5228   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5229       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5230           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5231     return 0;
5232
5233   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5234      loop.  */
5235   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5236     return 0;
5237
5238   return 1;
5239 }
5240 \f
5241 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5242    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5243    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5244    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
5245    more thanonce in each loop iteration.  */
5246
5247 static void
5248 find_mem_givs (loop, x, insn, not_every_iteration, maybe_multiple)
5249      const struct loop *loop;
5250      rtx x;
5251      rtx insn;
5252      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5253 {
5254   register int i, j;
5255   register enum rtx_code code;
5256   register const char *fmt;
5257
5258   if (x == 0)
5259     return;
5260
5261   code = GET_CODE (x);
5262   switch (code)
5263     {
5264     case REG:
5265     case CONST_INT:
5266     case CONST:
5267     case CONST_DOUBLE:
5268     case SYMBOL_REF:
5269     case LABEL_REF:
5270     case PC:
5271     case CC0:
5272     case ADDR_VEC:
5273     case ADDR_DIFF_VEC:
5274     case USE:
5275     case CLOBBER:
5276       return;
5277
5278     case MEM:
5279       {
5280         rtx src_reg;
5281         rtx add_val;
5282         rtx mult_val;
5283         int benefit;
5284
5285         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5286            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when 
5287            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5288            this one would not be seen.   */
5289
5290         if (general_induction_var (loop, XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5291                                    &mult_val, 1, &benefit))
5292           {
5293             /* Found one; record it.  */
5294             struct induction *v
5295               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5296
5297             record_giv (loop, v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5298                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5299                         maybe_multiple, &XEXP (x, 0));
5300
5301             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5302           }
5303       }
5304       return;
5305
5306     default:
5307       break;
5308     }
5309
5310   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5311
5312   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5313   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5314     if (fmt[i] == 'e')
5315       find_mem_givs (loop, XEXP (x, i), insn, not_every_iteration,
5316                      maybe_multiple);
5317     else if (fmt[i] == 'E')
5318       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5319         find_mem_givs (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5320                        maybe_multiple);
5321 }
5322 \f
5323 /* Fill in the data about one biv update.
5324    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5325    allocated by the caller, with alloca.)
5326    INSN is the insn that sets it.
5327    DEST_REG is the biv's reg.
5328
5329    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5330    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5331    being set to INC_VAL.
5332
5333    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5334    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5335    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5336    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5337    executed exactly once per iteration.  */
5338
5339 static void
5340 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5341             not_every_iteration, maybe_multiple, multi_insn_incr)
5342      struct induction *v;
5343      rtx insn;
5344      rtx dest_reg;
5345      rtx inc_val;
5346      rtx mult_val;
5347      rtx *location;
5348      int not_every_iteration;
5349      int maybe_multiple;
5350      int multi_insn_incr;
5351 {
5352   struct iv_class *bl;
5353
5354   v->insn = insn;
5355   v->src_reg = dest_reg;
5356   v->dest_reg = dest_reg;
5357   v->mult_val = mult_val;
5358   v->add_val = inc_val;
5359   v->location = location;
5360   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5361   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5362   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5363   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5364   v->multi_insn_incr = multi_insn_incr;
5365
5366   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5367      if this is the first incrementation of the reg.  */
5368
5369   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5370   if (bl == 0)
5371     {
5372       /* Create and initialize new iv_class.  */
5373
5374       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5375
5376       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5377       bl->biv = 0;
5378       bl->giv = 0;
5379       bl->biv_count = 0;
5380       bl->giv_count = 0;
5381
5382       /* Set initial value to the reg itself.  */
5383       bl->initial_value = dest_reg;
5384       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5385       bl->init_insn = 0;
5386       bl->init_set = 0;
5387       bl->initial_test = 0;
5388       bl->incremented = 0;
5389       bl->eliminable = 0;
5390       bl->nonneg = 0;
5391       bl->reversed = 0;
5392       bl->total_benefit = 0;
5393
5394       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5395       bl->next = loop_iv_list;
5396       loop_iv_list = bl;
5397
5398       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5399       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5400     }
5401
5402   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5403   v->next_iv = bl->biv;
5404   bl->biv = v;
5405   bl->biv_count++;
5406   if (mult_val == const1_rtx)
5407     bl->incremented = 1;
5408
5409   if (loop_dump_stream)
5410     {
5411       fprintf (loop_dump_stream,
5412                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5413                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5414       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5415         {
5416           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5417           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5418           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5419         }
5420       else
5421         {
5422           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5423           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5424           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5425         }
5426     }
5427 }
5428 \f
5429 /* Fill in the data about one giv.
5430    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5431    allocated by the caller, with alloca.)
5432    INSN is the insn that sets it.
5433    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5434    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5435    into a register or is used as a memory address.
5436
5437    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5438    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5439    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5440    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5441
5442 static void
5443 record_giv (loop, v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5444             type, not_every_iteration, maybe_multiple, location)
5445      const struct loop *loop;
5446      struct induction *v;
5447      rtx insn;
5448      rtx src_reg;
5449      rtx dest_reg;
5450      rtx mult_val, add_val;
5451      int benefit;
5452      enum g_types type;
5453      int not_every_iteration, maybe_multiple;
5454      rtx *location;
5455 {
5456   struct induction *b;
5457   struct iv_class *bl;
5458   rtx set = single_set (insn);
5459
5460   v->insn = insn;
5461   v->src_reg = src_reg;
5462   v->giv_type = type;
5463   v->dest_reg = dest_reg;
5464   v->mult_val = mult_val;
5465   v->add_val = add_val;
5466   v->benefit = benefit;
5467   v->location = location;
5468   v->cant_derive = 0;
5469   v->combined_with = 0;
5470   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5471   v->multi_insn_incr = 0;
5472   v->maybe_dead = 0;
5473   v->derive_adjustment = 0;
5474   v->same = 0;
5475   v->ignore = 0;
5476   v->new_reg = 0;
5477   v->final_value = 0;
5478   v->same_insn = 0;
5479   v->auto_inc_opt = 0;
5480   v->unrolled = 0;
5481   v->shared = 0;
5482   v->derived_from = 0;
5483   v->last_use = 0;
5484
5485   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5486      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5487      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5488      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5489      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5490      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5491      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5492
5493   if (type == DEST_ADDR)
5494     v->always_computable = 1;
5495   else
5496     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5497
5498   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5499
5500   if (type == DEST_ADDR)
5501     {
5502       v->mode = GET_MODE (*location);
5503       v->lifetime = 1;
5504     }
5505   else /* type == DEST_REG */
5506     {
5507       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5508
5509       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5510                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5511
5512       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5513          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5514          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5515       if (v->lifetime == 0)
5516         v->ignore = 1;
5517
5518       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5519       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5520     }
5521
5522   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5523
5524   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5525   if (bl)
5526     {
5527       v->next_iv = bl->giv;
5528       bl->giv = v;
5529       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5530          insns that calculate givs.  */
5531       if (type == DEST_REG)
5532         bl->giv_count++;
5533       bl->total_benefit += benefit;
5534     }
5535   else
5536     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5537     abort ();
5538
5539   if (type == DEST_ADDR)
5540     v->replaceable = 1;
5541   else
5542     {
5543       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5544          of the following conditions are true:
5545          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5546            on which the giv is used at all
5547            (there are two ways to deduce this:
5548             either the insn is executed on every iteration,
5549             or all uses follow that insn in the same basic block),
5550          - the giv is not used outside the loop
5551          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5552
5553       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5554           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5555           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] 
5556           < INSN_LUID (loop->end)
5557           && (! not_every_iteration
5558               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5559         {
5560           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5561              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5562
5563           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5564              and last use of the giv.
5565              
5566              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5567              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5568              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5569              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5570              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5571              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5572              using this biv anyways.  */
5573
5574           v->replaceable = 1;
5575           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5576             {
5577               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5578                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5579                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5580                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5581                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5582                 {
5583                   v->replaceable = 0;
5584                   v->not_replaceable = 1;
5585                   break;
5586                 }
5587             }
5588
5589           /* If there are any backwards branches that go from after the
5590              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5591           if (v->replaceable)
5592             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5593               if (back_branch_in_range_p (loop, b->insn))
5594                 {
5595                   v->replaceable = 0;
5596                   v->not_replaceable = 1;
5597                   break;
5598                 }
5599         }
5600       else
5601         {
5602           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5603              decide.  */
5604           v->replaceable = 0;
5605           v->not_replaceable = 0;
5606         }
5607     }
5608
5609   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5610      combine_givs.  */
5611   {
5612     rtx tem = add_val;
5613
5614     v->no_const_addval = 1;
5615     if (tem == const0_rtx)
5616       ;
5617     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5618       v->no_const_addval = 0;
5619     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5620       {
5621         while (1)
5622           {
5623             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5624               tem = XEXP (tem, 0);
5625             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5626               tem = XEXP (tem, 1);
5627             else
5628               break;
5629           }
5630         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5631           v->no_const_addval = 0;
5632       }
5633   }
5634
5635   if (loop_dump_stream)
5636     {
5637       if (type == DEST_REG)
5638         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5639                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5640       else
5641         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5642                  INSN_UID (insn));
5643
5644       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5645                REGNO (src_reg), v->benefit);
5646       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5647                v->lifetime);
5648
5649       if (v->replaceable)
5650         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5651
5652       if (v->no_const_addval)
5653         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5654
5655       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5656         {
5657           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5658           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5659         }
5660       else
5661         {
5662           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5663           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5664         }
5665
5666       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5667         {
5668           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5669           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5670         }
5671       else
5672         {
5673           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5674           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5675         }
5676     }
5677
5678   if (loop_dump_stream)
5679     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5680
5681 }
5682
5683
5684 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5685    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5686    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5687    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5688    have been identified.  */
5689
5690 static void
5691 check_final_value (loop, v)
5692      const struct loop *loop;
5693      struct induction *v;
5694 {
5695   struct iv_class *bl;
5696   rtx final_value = 0;
5697
5698   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5699
5700   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5701      replaceable above in record_giv.  */
5702
5703   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5704      of the following conditions are true:
5705      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5706        on which the giv is used at all
5707        (there are two ways to deduce this:
5708         either the insn is executed on every iteration,
5709         or all uses follow that insn in the same basic block),
5710      - its final value can be calculated (this condition is different
5711        than the one above in record_giv)
5712      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5713
5714 #if 0
5715   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5716   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5717   v->replaceable = 0;
5718 #endif
5719
5720   if ((final_value = final_giv_value (loop, v))
5721       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5722     {
5723       int biv_increment_seen = 0;
5724       rtx p = v->insn;
5725       rtx last_giv_use;
5726
5727       v->replaceable = 1;
5728
5729       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5730          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5731          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5732          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5733
5734       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5735          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5736          that sets the giv, and search around the loop until we come
5737          back to that insn again.
5738
5739          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5740          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5741          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5742          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5743          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5744          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5745          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5746
5747       last_giv_use = v->insn;
5748
5749       while (1)
5750         {
5751           p = NEXT_INSN (p);
5752           if (p == loop->end)
5753             p = NEXT_INSN (loop->start);
5754           if (p == v->insn)
5755             break;
5756
5757           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5758               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5759             {
5760               if (biv_increment_seen)
5761                 {
5762                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5763                     {
5764                       v->replaceable = 0;
5765                       v->not_replaceable = 1;
5766                       break;
5767                     }
5768                 }
5769               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5770                 biv_increment_seen = 1;
5771               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5772                 last_giv_use = p;
5773             }
5774         }
5775       
5776       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5777          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5778          replaceable.  */
5779
5780       if (v->replaceable)
5781         {
5782           p = v->insn;
5783           while (1)
5784             {
5785               p = NEXT_INSN (p);
5786               if (p == loop->end)
5787                 p = NEXT_INSN (loop->start);
5788               if (p == last_giv_use)
5789                 break;
5790
5791               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5792                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5793                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5794                        && loop_insn_first_p (loop->start, JUMP_LABEL (p)))
5795                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5796                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop->end))))
5797                 {
5798                   v->replaceable = 0;
5799                   v->not_replaceable = 1;
5800
5801                   if (loop_dump_stream)
5802                     fprintf (loop_dump_stream,
5803                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5804
5805                   break;
5806                 }
5807             }
5808         }
5809
5810       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5811       if (v->replaceable)
5812         v->final_value = final_value;
5813     }
5814
5815   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5816     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5817              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5818 }
5819 \f
5820 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5821
5822    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5823    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5824    another giv.
5825
5826    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5827    derive another giv once a label has been passed.
5828
5829    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5830
5831 static void
5832 update_giv_derive (loop, p)
5833      const  struct loop *loop;
5834      rtx p;
5835 {
5836   struct iv_class *bl;
5837   struct induction *biv, *giv;
5838   rtx tem;
5839   int dummy;
5840
5841   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5842
5843      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5844      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5845      derive any givs after a label is passed.
5846
5847      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5848      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5849      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5850      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5851      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5852      sub-cases within this case.
5853
5854      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5855      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5856      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5857      this extra tracking doesn't seem worth it).
5858
5859      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5860      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5861      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5862      on the jump again here.
5863
5864      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5865      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5866      the giv cannot derive further givs.  */
5867
5868   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5869     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5870       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5871           || biv->insn == p)
5872         {
5873           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5874             {
5875               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5876                  checking all of these conditions again.  */
5877               if (giv->cant_derive)
5878                 continue;
5879
5880               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5881                  it cannot derive anything.  */
5882               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5883                 giv->cant_derive = 1;
5884
5885               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5886                  they are really invariants.  Also skip those that are
5887                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5888                  any biv update.  */
5889               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5890                 continue;
5891
5892               /* The only way we can allow this giv to derive another
5893                  is if this is a biv increment and we can form the product
5894                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5895                  be able to compute a compensation.  */
5896               else if (biv->insn == p)
5897                 {
5898                   tem = 0;
5899
5900                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5901                     tem = simplify_giv_expr (loop,
5902                                              gen_rtx_MULT (giv->mode,
5903                                                            biv->add_val,
5904                                                            giv->mult_val),
5905                                              &dummy);
5906
5907                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5908                     tem = simplify_giv_expr
5909                       (loop,
5910                        gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
5911                        &dummy);
5912
5913                   if (tem)
5914                     giv->derive_adjustment = tem;
5915                   else
5916                     giv->cant_derive = 1;
5917                 }
5918               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5919                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5920                 giv->cant_derive = 1;
5921             }
5922         }
5923 }
5924 \f
5925 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5926    X is the source of insn P, or a part of it.
5927    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5928
5929    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5930    We accept patterns of these forms:
5931      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5932      REG = INVARIANT + REG
5933
5934    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5935    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5936    we found the additive term into *LOCATION.
5937
5938    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5939    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5940
5941    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5942    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5943    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5944    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5945    into the variable.
5946
5947    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5948    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5949    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5950    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5951
5952    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5953    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5954    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5955    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since 
5956    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5957    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5958    not ZERO_EXTEND.
5959
5960    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5961
5962 static int
5963 basic_induction_var (loop, x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val,
5964                      location, multi_insn_incr)
5965      const struct loop *loop;
5966      register rtx x;
5967      enum machine_mode mode;
5968      rtx dest_reg;
5969      rtx p;
5970      rtx *inc_val;
5971      rtx *mult_val;
5972      rtx **location;
5973      int *multi_insn_incr;
5974 {
5975   register enum rtx_code code;
5976   rtx *argp, arg;
5977   rtx insn, set = 0;
5978
5979   code = GET_CODE (x);
5980   *location = NULL;
5981   switch (code)
5982     {
5983     case PLUS:
5984       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5985           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5986               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5987               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5988         {
5989           argp = &XEXP (x, 1);
5990         }
5991       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5992                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5993                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5994                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5995         {
5996           argp = &XEXP (x, 0);
5997         }
5998       else
5999         return 0;
6000
6001       arg = *argp;
6002       if (loop_invariant_p (loop, arg) != 1)
6003         return 0;
6004
6005       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
6006       *mult_val = const1_rtx;
6007       *location = argp;
6008       return 1;
6009
6010     case SUBREG:
6011       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
6012          value.  */
6013       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
6014         return basic_induction_var (loop, SUBREG_REG (x),
6015                                     GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
6016                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location,
6017                                     multi_insn_incr);
6018       return 0;
6019
6020     case REG:
6021       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
6022          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
6023
6024       insn = p;
6025       while (1)
6026         {
6027           do {
6028             insn = PREV_INSN (insn);
6029           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6030                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6031
6032           if (!insn)
6033             break;
6034           set = single_set (insn);
6035           if (set == 0)
6036             break;
6037
6038           if ((SET_DEST (set) == x
6039                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
6040                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
6041                        <= UNITS_PER_WORD)
6042                    && (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (set)))
6043                        == MODE_INT)
6044                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
6045               && basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
6046                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
6047                                        ? GET_MODE (x)
6048                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
6049                                       dest_reg, insn,
6050                                       inc_val, mult_val, location,
6051                                       multi_insn_incr))
6052             {
6053               *multi_insn_incr = 1;
6054               return 1;
6055             }
6056         }
6057       /* ... fall through ...  */
6058
6059       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
6060          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
6061          as a biv of the outer loop,
6062          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
6063     case MEM:
6064       if (loop_invariant_p (loop, x) != 1)
6065         return 0;
6066     case CONST_INT:
6067     case SYMBOL_REF:
6068     case CONST:
6069       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
6070          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
6071          would be a useful iterator anyways.  */
6072       if (loop->level == 1
6073           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
6074           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
6075         {
6076           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
6077           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
6078           *mult_val = const0_rtx;
6079           return 1;
6080         }
6081       else
6082         return 0;
6083
6084     case SIGN_EXTEND:
6085       return basic_induction_var (loop, XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6086                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location,
6087                                   multi_insn_incr);
6088
6089     case ASHIFTRT:
6090       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
6091       for (insn = PREV_INSN (p);
6092            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6093             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6094            insn = PREV_INSN (insn))
6095         ;
6096
6097       if (insn)
6098         set = single_set (insn);
6099
6100       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
6101           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
6102           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
6103           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
6104           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1)
6105           && basic_induction_var (loop, XEXP (SET_SRC (set), 0),
6106                                   GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6107                                   dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
6108                                   location, multi_insn_incr))
6109         {
6110           *multi_insn_incr = 1;
6111           return 1;
6112         }
6113       return 0;
6114
6115     default:
6116       return 0;
6117     }
6118 }
6119 \f
6120 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
6121    function   of a basic induction variable,
6122    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
6123    The coefficients can be any loop invariant quantity.
6124    A giv need not be computed directly from the biv;
6125    it can be computed by way of other givs.  */
6126
6127 /* Determine whether X computes a giv.
6128    If it does, return a nonzero value
6129      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6130    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6131    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6132      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6133
6134 static int
6135 general_induction_var (loop, x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
6136      const struct loop *loop;
6137      rtx x;
6138      rtx *src_reg;
6139      rtx *add_val;
6140      rtx *mult_val;
6141      int is_addr;
6142      int *pbenefit;
6143 {
6144   rtx orig_x = x;
6145   char *storage;
6146
6147   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6148   if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6149     return 0;
6150
6151   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6152      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6153   storage = (char *) oballoc (0);
6154   *pbenefit = 0;
6155   x = simplify_giv_expr (loop, x, pbenefit);
6156   if (x == 0)
6157     {
6158       obfree (storage);
6159       return 0;
6160     }
6161
6162   switch (GET_CODE (x))
6163     {
6164     case USE:
6165     case CONST_INT:
6166       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6167          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6168          with.  */
6169       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6170       *mult_val = const0_rtx;
6171       *add_val = x;
6172       break;
6173
6174     case REG:
6175       /* This is equivalent to a BIV.  */
6176       *src_reg = x;
6177       *mult_val = const1_rtx;
6178       *add_val = const0_rtx;
6179       break;
6180
6181     case PLUS:
6182       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6183          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6184       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6185         {
6186           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6187           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6188         }
6189       else
6190         {
6191           *src_reg = XEXP (x, 0);
6192           *mult_val = const1_rtx;
6193         }
6194       *add_val = XEXP (x, 1);
6195       break;
6196
6197     case MULT:
6198       /* ADD_VAL is zero.  */
6199       *src_reg = XEXP (x, 0);
6200       *mult_val = XEXP (x, 1);
6201       *add_val = const0_rtx;
6202       break;
6203
6204     default:
6205       abort ();
6206     }
6207
6208   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6209      unless they are CONST_INT).  */
6210   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6211     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6212   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6213     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6214
6215   if (is_addr)
6216     {
6217 #ifdef ADDRESS_COST
6218       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6219 #else
6220       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6221 #endif
6222     }
6223   else
6224     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6225
6226   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6227      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination  
6228      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */                
6229   return 1;                                                             
6230 }
6231 \f
6232 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6233    We will canonicalize it to be of the form
6234         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6235               (invar_2))
6236    with possible degeneracies.
6237
6238    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6239    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6240    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6241    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6242
6243    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6244    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6245    returns 0.
6246
6247    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6248    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
6249
6250    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6251
6252 static rtx sge_plus PARAMS ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6253 static rtx sge_plus_constant PARAMS ((rtx, rtx));
6254 static int cmp_combine_givs_stats PARAMS ((const PTR, const PTR));
6255 static int cmp_recombine_givs_stats PARAMS ((const PTR, const PTR));
6256
6257 static rtx
6258 simplify_giv_expr (loop, x, benefit)
6259      const struct loop *loop;
6260      rtx x;
6261      int *benefit;
6262 {
6263   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6264   rtx arg0, arg1;
6265   rtx tem;
6266
6267   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6268      mode, this can't be a giv.  */
6269   if (mode != VOIDmode
6270       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6271           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6272     return NULL_RTX;
6273
6274   switch (GET_CODE (x))
6275     {
6276     case PLUS:
6277       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), benefit);
6278       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), benefit);
6279       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6280         return NULL_RTX;
6281
6282       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6283       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6284            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6285           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6286                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6287                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6288         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6289
6290       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6291       if (arg1 == const0_rtx)
6292         return arg0;
6293       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6294         switch (GET_CODE (arg0))
6295           {
6296           case CONST_INT:
6297           case USE:
6298             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6299                addition operation inside a USE and return it.  */
6300             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6301               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6302             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6303               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6304
6305             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6306               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6307             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6308               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6309             else
6310               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6311
6312             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6313               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6314             return tem;
6315
6316           case REG:
6317           case MULT:
6318             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6319             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6320
6321           case PLUS:
6322             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6323             return
6324               simplify_giv_expr (loop,
6325                                  gen_rtx_PLUS (mode,
6326                                                XEXP (arg0, 0),
6327                                                gen_rtx_PLUS (mode,
6328                                                              XEXP (arg0, 1),
6329                                                              arg1)),
6330                                  benefit);
6331
6332           default:
6333             abort ();
6334           }
6335
6336       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6337          MULT to reduce cases.  */
6338       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6339         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6340       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6341         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6342
6343       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6344          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6345          Recurse to associate the second PLUS.  */
6346       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6347         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6348
6349       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6350           return
6351             simplify_giv_expr (loop,
6352                                gen_rtx_PLUS (mode,
6353                                              gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6354                                                            XEXP (arg1, 0)),
6355                                              XEXP (arg1, 1)),
6356                                benefit);
6357
6358       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6359       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6360         return NULL_RTX;
6361
6362       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6363         return NULL_RTX;
6364
6365       return simplify_giv_expr (loop,
6366                                 gen_rtx_MULT (mode,
6367                                               XEXP (arg0, 0),
6368                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6369                                                             XEXP (arg0, 1),
6370                                                             XEXP (arg1, 1))),
6371                                 benefit);
6372
6373     case MINUS:
6374       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6375       return simplify_giv_expr (loop,
6376                                 gen_rtx_PLUS (mode,
6377                                               XEXP (x, 0),
6378                                               gen_rtx_MULT (mode,
6379                                                             XEXP (x, 1),
6380                                                             constm1_rtx)),
6381                                 benefit);
6382
6383     case MULT:
6384       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), benefit);
6385       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), benefit);
6386       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6387         return NULL_RTX;
6388
6389       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6390       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6391           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6392         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6393
6394       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6395       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6396         return NULL_RTX;
6397
6398       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6399       if (arg1 == const0_rtx)
6400         return const0_rtx;
6401
6402       else if (arg1 == const1_rtx)
6403         return arg0;
6404
6405       switch (GET_CODE (arg0))
6406         {
6407         case REG:
6408           /* biv * invar.  Done.  */
6409           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6410
6411         case CONST_INT:
6412           /* Product of two constants.  */
6413           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6414
6415         case USE:
6416           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will 
6417              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6418           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6419             return NULL_RTX;
6420
6421           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6422           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6423             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6424           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6425                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6426                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6427             {
6428               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0), 
6429                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6430                                            * INTVAL (arg1)));
6431             }
6432           else
6433             return NULL_RTX;
6434           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6435
6436         case MULT:
6437           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6438           return simplify_giv_expr (loop,
6439                                     gen_rtx_MULT (mode,
6440                                                   XEXP (arg0, 0),
6441                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6442                                                                 XEXP (arg0, 1),
6443                                                                 arg1)),
6444                                     benefit);
6445
6446         case PLUS:
6447           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6448           return simplify_giv_expr (loop,
6449                                     gen_rtx_PLUS (mode,
6450                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6451                                                                 XEXP (arg0, 0),
6452                                                                 arg1),
6453                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6454                                                                 XEXP (arg0, 1),
6455                                                                 arg1)),
6456                                     benefit);
6457
6458         default:
6459           abort ();
6460         }
6461
6462     case ASHIFT:
6463       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6464       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6465         return 0;
6466
6467       return
6468         simplify_giv_expr (loop,
6469                            gen_rtx_MULT (mode,
6470                                          XEXP (x, 0),
6471                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6472                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6473                            benefit);
6474
6475     case NEG:
6476       /* "-a" is "a * (-1)" */
6477       return simplify_giv_expr (loop,
6478                                 gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6479                                 benefit);
6480
6481     case NOT:
6482       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6483       return simplify_giv_expr (loop,
6484                                 gen_rtx_MINUS (mode,
6485                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6486                                                const1_rtx),
6487                                 benefit);
6488
6489     case USE:
6490       /* Already in proper form for invariant.  */
6491       return x;
6492
6493     case REG:
6494       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6495       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6496         return 0;
6497
6498       /* Check for biv or giv.  */
6499       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6500         {
6501         case BASIC_INDUCT:
6502           return x;
6503         case GENERAL_INDUCT:
6504           {
6505             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6506
6507             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6508                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6509             *benefit += v->benefit;
6510             if (v->cant_derive)
6511               return 0;
6512
6513             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
6514                                                     v->src_reg, v->mult_val),
6515                                 v->add_val);
6516
6517             if (v->derive_adjustment)
6518               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6519             return simplify_giv_expr (loop, tem, benefit);
6520           }
6521
6522         default:
6523           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6524              may be able to simplify things further by looking through
6525              the bits we just moved outside the loop.  */
6526           if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6527             {
6528               struct movable *m;
6529
6530               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6531                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6532                   {
6533                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6534
6535                     /* If we match another movable, we must use that, as 
6536                        this one is going away.  */
6537                     if (m->match)
6538                       return simplify_giv_expr (loop, m->match->set_dest, 
6539                                                 benefit);
6540
6541                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6542                        instructions that were moved together.  We handle this
6543                        case only to the point of seeking to the last insn and
6544                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6545                     if (m->consec != 0)
6546                       {
6547                         int i = m->consec;
6548                         tem = m->insn;
6549                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6550
6551                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6552                         if (tem)
6553                           tem = XEXP (tem, 0);
6554                       }
6555                     else
6556                       {
6557                         tem = single_set (m->insn);
6558                         if (tem)
6559                           tem = SET_SRC (tem);
6560                       }
6561
6562                     if (tem)
6563                       {
6564                         /* What we are most interested in is pointer
6565                            arithmetic on invariants -- only take
6566                            patterns we may be able to do something with.  */
6567                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6568                             || GET_CODE (tem) == MULT
6569                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6570                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6571                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6572                           {
6573                             tem = simplify_giv_expr (loop, tem, benefit);
6574                             if (tem)
6575                               return tem;
6576                           }
6577                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6578                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6579                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6580                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6581                           {
6582                             tem = simplify_giv_expr (loop, XEXP (tem, 0),
6583                                                      benefit);
6584                             if (tem)
6585                               return tem;
6586                           }
6587                       }
6588                     break;
6589                   }
6590             }
6591           break;
6592         }
6593
6594       /* Fall through to general case.  */
6595     default:
6596       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6597          Otherwise, not giv.  */
6598       if (GET_CODE (x) == USE)
6599         x = XEXP (x, 0);
6600
6601       if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
6602         {
6603           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6604             return x;
6605           if (GET_CODE (x) == CONST
6606               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6607               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6608               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6609             x = XEXP (x, 0);
6610           return gen_rtx_USE (mode, x);
6611         }
6612       else
6613         return 0;
6614     }
6615 }
6616
6617 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6618    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6619
6620 static rtx
6621 sge_plus_constant (x, c)
6622      rtx x, c;
6623 {
6624   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6625     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6626   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6627     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6628   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6629     {
6630       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6631                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6632     }
6633   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6634            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6635     {
6636       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6637                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6638     }
6639   else
6640     {
6641       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6642                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6643     }
6644 }
6645
6646 static rtx
6647 sge_plus (mode, x, y)
6648      enum machine_mode mode;
6649      rtx x, y;
6650 {
6651   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6652     {
6653       rtx a = XEXP (y, 0);
6654       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6655         x = sge_plus_constant (x, a);
6656       else
6657         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6658       y = XEXP (y, 1);
6659     }
6660   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6661     x = sge_plus_constant (x, y);
6662   else
6663     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6664   return x;
6665 }
6666 \f
6667 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6668    for example,
6669       giv = biv * M
6670       giv = giv + A
6671    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6672    we check that all other insns that set the same register follow
6673    immediately after P, that they alter nothing else,
6674    and that the result of the last is still a giv.
6675
6676    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6677    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6678    all the consecutive insns that compute the value.
6679
6680    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6681    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6682
6683    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6684    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6685
6686 static int
6687 consec_sets_giv (loop, first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6688                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6689      const struct loop *loop;
6690      int first_benefit;
6691      rtx p;
6692      rtx src_reg;
6693      rtx dest_reg;
6694      rtx *add_val;
6695      rtx *mult_val;
6696      rtx *last_consec_insn;
6697 {
6698   int count;
6699   enum rtx_code code;
6700   int benefit;
6701   rtx temp;
6702   rtx set;
6703
6704   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6705      each insn of the multi-insn sequence. 
6706
6707      This induction structure will be used only by the call to
6708      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6709      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6710      a new induction structure.  */
6711   struct induction *v
6712     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6713   v->src_reg = src_reg;
6714   v->mult_val = *mult_val;
6715   v->add_val = *add_val;
6716   v->benefit = first_benefit;
6717   v->cant_derive = 0;
6718   v->derive_adjustment = 0;
6719
6720   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6721   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6722
6723   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6724
6725   while (count > 0)
6726     {
6727       p = NEXT_INSN (p);
6728       code = GET_CODE (p);
6729
6730       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6731       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6732         p = XEXP (temp, 0);
6733
6734       if (code == INSN
6735           && (set = single_set (p))
6736           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6737           && SET_DEST (set) == dest_reg
6738           && (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg,
6739                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6740               /* Giv created by equivalent expression.  */
6741               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6742                   && general_induction_var (loop, XEXP (temp, 0), &src_reg,
6743                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6744           && src_reg == v->src_reg)
6745         {
6746           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6747             benefit += libcall_benefit (p);
6748
6749           count--;
6750           v->mult_val = *mult_val;
6751           v->add_val = *add_val;
6752           v->benefit = benefit;
6753         }
6754       else if (code != NOTE)
6755         {
6756           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6757              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6758              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6759           if (code == INSN
6760               && (set = single_set (p))
6761               && SET_DEST (set) != dest_reg
6762               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6763             continue;
6764
6765           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6766           return 0;
6767         }
6768     }
6769
6770   *last_consec_insn = p;
6771   return v->benefit;
6772 }
6773 \f
6774 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6775    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6776    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
6777
6778    To perform the computation, we note that
6779         G1 = x * v + a          and
6780         G2 = y * v + b
6781    where `v' is the biv.
6782
6783    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6784
6785    Note that MULT = y/x.
6786
6787    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6788    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6789    subtracting variables.  */
6790
6791 static rtx
6792 express_from_1 (a, b, mult)
6793      rtx a, b, mult;
6794 {
6795   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6796
6797   if (mult == const0_rtx)
6798     return b;
6799
6800   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6801      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6802      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6803      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6804
6805   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6806     return NULL_RTX;
6807
6808   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6809      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6810      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6811      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6812      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6813
6814   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6815     {
6816       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6817
6818       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6819       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6820         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6821
6822       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6823       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6824         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6825
6826       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6827         /* We matched: remove one reg completely.  */
6828         a = oa, b = ob;
6829       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6830         /* An alternate match.  */
6831         a = oa, b = rb;
6832       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6833         /* An alternate match.  */
6834         a = ra, b = ob;
6835       else
6836         {
6837           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and 
6838              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6839           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6840           if (ob == NULL_RTX)
6841             return NULL_RTX;
6842           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6843         }
6844     }
6845
6846   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6847      get rid of everything but a constant.  */
6848
6849   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6850     {
6851       rtx ra, oa;
6852
6853       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6854       if (rtx_equal_p (oa, b))
6855         oa = ra;
6856       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6857         return NULL_RTX;
6858
6859       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6860         return NULL_RTX;
6861
6862       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6863     }
6864   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6865     {
6866       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6867     }
6868   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6869     {
6870       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6871         return XEXP (b, 1);
6872       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6873         return XEXP (b, 0);
6874       else
6875         return NULL_RTX;
6876     }
6877   else if (rtx_equal_p (a, b))
6878     return const0_rtx;
6879
6880   return NULL_RTX;
6881 }
6882
6883 rtx
6884 express_from (g1, g2)
6885      struct induction *g1, *g2;
6886 {
6887   rtx mult, add;
6888
6889   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6890      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6891      for notation) is also an integer.  */
6892   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6893       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6894     {
6895       if (g1->mult_val == const0_rtx
6896           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6897         return NULL_RTX;
6898       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6899     }
6900   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6901     mult = const1_rtx;
6902   else
6903     {
6904       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6905       return NULL_RTX;
6906     }
6907
6908   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6909   if (add == NULL_RTX)
6910     {
6911       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
6912          scale G1's addend and try again.  */
6913       if (INTVAL (mult) > 1)
6914         {
6915           rtx g1_add_val = g1->add_val;
6916           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
6917               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
6918             {
6919               HOST_WIDE_INT m;
6920               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
6921               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
6922                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
6923             }
6924           else
6925             {
6926               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
6927                                          mult);
6928             }
6929
6930           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
6931         }
6932     }
6933   if (add == NULL_RTX)
6934     return NULL_RTX;
6935
6936   /* Form simplified final result.  */
6937   if (mult == const0_rtx)
6938     return add;
6939   else if (mult == const1_rtx)
6940     mult = g1->dest_reg;
6941   else
6942     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6943
6944   if (add == const0_rtx)
6945     return mult;
6946   else
6947     {
6948       if (GET_CODE (add) == PLUS
6949           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6950         {
6951           rtx tem = XEXP (add, 1);
6952           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6953           add = tem;
6954         }
6955       
6956       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6957     }
6958   
6959 }
6960 \f
6961 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6962    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6963    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6964    used to represent G1.  */
6965
6966 static rtx
6967 combine_givs_p (g1, g2)
6968      struct induction *g1, *g2;
6969 {
6970   rtx tem = express_from (g1, g2);
6971
6972   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6973      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6974      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6975   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6976      combination to be the other way round.  */
6977   if (tem == g1->dest_reg
6978       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6979     {
6980       return g1->dest_reg;
6981     }
6982
6983   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6984      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6985      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6986   if (tem != NULL_RTX
6987       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6988       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6989       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6990          will always be a register, and so anything more complicated
6991          gets discarded.  */
6992 #if 0
6993 #ifdef ADDRESS_COST
6994       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6995 #else
6996       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6997 #endif
6998 #endif
6999       )
7000     {
7001       return tem;
7002     }
7003
7004   return NULL_RTX;
7005 }
7006 \f
7007 struct combine_givs_stats
7008 {
7009   int giv_number;
7010   int total_benefit;
7011 };
7012
7013 static int
7014 cmp_combine_givs_stats (xp, yp)
7015      const PTR xp;
7016      const PTR yp;
7017 {
7018   const struct combine_givs_stats * const x =
7019     (const struct combine_givs_stats *) xp;
7020   const struct combine_givs_stats * const y =
7021     (const struct combine_givs_stats *) yp;
7022   int d;
7023   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
7024   /* Stabilize the sort.  */
7025   if (!d)
7026     d = x->giv_number - y->giv_number;
7027   return d;
7028 }
7029
7030 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
7031    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
7032    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
7033    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
7034
7035 static void
7036 combine_givs (bl)
7037      struct iv_class *bl;
7038 {
7039   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
7040   const int extra_benefit = 3;
7041
7042   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
7043   int i, j, k, giv_count;
7044   struct combine_givs_stats *stats;
7045   rtx *can_combine;
7046
7047   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
7048   giv_count = 0;
7049   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7050     if (!g1->ignore)
7051       giv_count++;
7052
7053   giv_array
7054     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7055   i = 0;
7056   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
7057     if (!g1->ignore)
7058       giv_array[i++] = g1;
7059
7060   stats = (struct combine_givs_stats *) xcalloc (giv_count, sizeof (*stats));
7061   can_combine = (rtx *) xcalloc (giv_count, giv_count * sizeof(rtx));
7062
7063   for (i = 0; i < giv_count; i++)
7064     {
7065       int this_benefit;
7066       rtx single_use;
7067
7068       g1 = giv_array[i];
7069       stats[i].giv_number = i;
7070
7071       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
7072          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
7073          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
7074          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with 
7075          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
7076          be seen elsewhere as well.  */
7077       if (g1->giv_type == DEST_REG
7078           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
7079           && single_use != const0_rtx)
7080         continue;
7081
7082       this_benefit = g1->benefit;
7083       /* Add an additional weight for zero addends.  */
7084       if (g1->no_const_addval)
7085         this_benefit += 1;
7086
7087       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7088         {
7089           rtx this_combine;
7090
7091           g2 = giv_array[j];
7092           if (g1 != g2
7093               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
7094             {
7095               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
7096               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
7097             }
7098         }
7099       stats[i].total_benefit = this_benefit;
7100     }
7101
7102   /* Iterate, combining until we can't.  */
7103 restart:
7104   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
7105
7106   if (loop_dump_stream)
7107     {
7108       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
7109       for (k = 0; k < giv_count; k++)
7110         {
7111           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
7112           if (!g1->combined_with && !g1->same)
7113             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}", 
7114                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
7115                      stats[k].total_benefit);
7116         }
7117       putc ('\n', loop_dump_stream);
7118     }
7119
7120   for (k = 0; k < giv_count; k++)
7121     {
7122       int g1_add_benefit = 0;
7123
7124       i = stats[k].giv_number;
7125       g1 = giv_array[i];
7126
7127       /* If it has already been combined, skip.  */
7128       if (g1->combined_with || g1->same)
7129         continue;
7130
7131       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7132         {
7133           g2 = giv_array[j];
7134           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
7135               /* If it has already been combined, skip.  */
7136               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
7137             {
7138               int l;
7139
7140               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
7141               g2->same = g1;
7142               g1->combined_with++;
7143               g1->lifetime += g2->lifetime;
7144
7145               g1_add_benefit += g2->benefit;
7146
7147               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
7148                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
7149                  longer be necessary.  */
7150               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
7151                 g1_add_benefit -= copy_cost;
7152                 
7153               /* To help optimize the next set of combinations, remove
7154                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
7155               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
7156                 {
7157                   int m = stats[l].giv_number;
7158                   if (can_combine[m*giv_count + j])
7159                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
7160                 }
7161
7162               if (loop_dump_stream)
7163                 fprintf (loop_dump_stream,
7164                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
7165                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
7166             }
7167         }
7168
7169       /* To help optimize the next set of combinations, remove
7170          this giv from the benefits of other potential mates.  */
7171       if (g1->combined_with)
7172         {
7173           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
7174             {
7175               int m = stats[j].giv_number;
7176               if (can_combine[m*giv_count + i])
7177                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7178             }
7179
7180           g1->benefit += g1_add_benefit;
7181
7182           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7183              Restart the combination so that proper weights for the 
7184              rest of the givs are properly taken into account.  */
7185           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7186              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7187              can_combine is tricky.  */
7188           goto restart;
7189         }
7190     }
7191
7192   /* Clean up.  */
7193   free (stats);
7194   free (can_combine);
7195 }
7196 \f
7197 struct recombine_givs_stats
7198 {
7199   int giv_number;
7200   int start_luid, end_luid;
7201 };
7202
7203 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7204    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7205    used in reverse.  */
7206 static int
7207 cmp_recombine_givs_stats (xp, yp)
7208      const PTR xp;
7209      const PTR yp;
7210 {
7211   const struct recombine_givs_stats * const x =
7212     (const struct recombine_givs_stats *) xp;
7213   const struct recombine_givs_stats * const y =
7214     (const struct recombine_givs_stats *) yp;
7215   int d;
7216   d = y->start_luid - x->start_luid;
7217   /* Stabilize the sort.  */
7218   if (!d)
7219     d = y->giv_number - x->giv_number;
7220   return d;
7221 }
7222
7223 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7224    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7225    yet to unlock the search for the end of its life.
7226    Only consider givs that belong to BIV.
7227    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7228 static int
7229 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7230      rtx x, insn, biv;
7231      struct recombine_givs_stats *stats;
7232 {
7233   enum rtx_code code;
7234   const char *fmt;
7235   int i, j;
7236   int retval;
7237
7238   code = GET_CODE (x);
7239   switch (code)
7240     {
7241     case SET:
7242       {
7243         rtx reg = SET_DEST (x);
7244         if (GET_CODE (reg) == REG)
7245           {
7246             int regno = REGNO (reg);
7247             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7248
7249             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7250                 && ! v->ignore
7251                 && v->src_reg == biv
7252                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7253               {
7254                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7255                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7256                    We must not predicate this code on a start_luid match
7257                    since that would make the test fail for givs that have
7258                    been hoisted out of inner loops.  */
7259                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7260                   {
7261                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7262                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7263                   }
7264                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7265                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7266               }
7267             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7268           }
7269         break;
7270       }
7271     case REG:
7272       {
7273         int regno = REGNO (x);
7274         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7275
7276         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7277             && ! v->ignore
7278             && v->src_reg == biv
7279             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7280           {
7281             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7282               insn = NEXT_INSN (insn);
7283             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7284             return 1;
7285           }
7286         return 0;
7287       }
7288     case LABEL_REF:
7289     case CONST_DOUBLE:
7290     case CONST_INT:
7291     case CONST:
7292       return 0;
7293     default:
7294       break;
7295     }
7296   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7297   retval = 0;
7298   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7299     {
7300       if (fmt[i] == 'e')
7301         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7302
7303       else if (fmt[i] == 'E')
7304         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7305           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7306     }
7307   return retval;
7308 }
7309
7310 /* For each giv that has been combined with another, look if
7311    we can combine it with the most recently used one instead.
7312    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7313    try to derive givs from other givs.  */
7314 static void
7315 recombine_givs (loop, bl, unroll_p)
7316      const struct loop *loop;
7317      struct iv_class *bl;
7318      int unroll_p;
7319 {
7320   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7321   struct recombine_givs_stats *stats;
7322   int giv_count;
7323   int i, rescan;
7324   int ends_need_computing;
7325
7326   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7327     {
7328       if (! v->ignore)
7329         giv_count++;
7330     }
7331   giv_array
7332     = (struct induction **) xmalloc (giv_count * sizeof (struct induction *));
7333   stats = (struct recombine_givs_stats *) xmalloc (giv_count * sizeof *stats);
7334
7335   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7336      the corresponding index into stats.  */
7337   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7338     {
7339       rtx p;
7340
7341       if (v->ignore)
7342         continue;
7343       giv_array[i] = v;
7344       stats[i].giv_number = i;
7345       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7346          the previous insn.  */
7347       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7348         p = PREV_INSN (p);
7349       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7350       i++;
7351     }
7352
7353   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7354
7355   /* Set up the ix field for each giv in stats to name
7356      the corresponding index into stats, and
7357      do the actual most-recently-used recombination.  */
7358   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7359     {
7360       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7361       v->ix = i;
7362       if (v->same)
7363         {
7364           struct induction *old_same = v->same;
7365           rtx new_combine;
7366
7367           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7368              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7369              that could otherwise be eliminated.  */
7370           if (last_giv
7371               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7372                   || ! last_giv->maybe_dead
7373                   || last_giv->combined_with)
7374               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7375             {
7376               old_same->combined_with--;
7377               v->new_reg = new_combine;
7378               v->same = last_giv;
7379               last_giv->combined_with++;
7380               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7381                  already decided what to reduce.  */
7382
7383               if (loop_dump_stream)
7384                 {
7385                   fprintf (loop_dump_stream,
7386                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7387                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7388                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7389                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7390                 }
7391               continue;
7392             }
7393           v = v->same;
7394         }
7395       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7396         continue;
7397       if (! last_giv
7398           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7399           || ! v->maybe_dead
7400           || v->combined_with)
7401         last_giv = v;
7402     }
7403
7404   ends_need_computing = 0;
7405   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7406      lifetime ends from regscan info.  */
7407   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7408     {
7409       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7410       if (v->ignore)
7411         continue;
7412       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7413         {
7414           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7415              givs.  */
7416           rtx p;
7417           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7418             p = PREV_INSN (p);
7419           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7420           if (p != v->insn)
7421             stats[i].end_luid++;
7422         }
7423       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7424         {
7425           if (v->last_use)
7426             {
7427               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7428               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7429             }
7430           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7431             {
7432               rtx p;
7433               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7434                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7435                  when we see the first set.  But we do know that there will
7436                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7437                  we'll start looking for the last use right away.  */
7438               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7439                 p = PREV_INSN (p);
7440               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7441               stats[i].end_luid = 0;
7442               ends_need_computing++;
7443             }
7444           else
7445             {
7446               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7447               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7448               rtx p = v->insn;
7449
7450               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7451                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7452                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7453                  last use properly.  */
7454               while (count)
7455                 {
7456                   p = prev_nonnote_insn (p);
7457                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7458                   count--;
7459                 }
7460
7461               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7462               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7463                 {
7464                   stats[i].end_luid = -1;
7465                   ends_need_computing++;
7466                 }
7467               else
7468                 {
7469                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7470                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop->end))
7471                     {
7472                       stats[i].end_luid = -1;
7473                       ends_need_computing++;
7474                     }
7475                 }
7476             }
7477         }
7478     }
7479
7480   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7481      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7482   if (ends_need_computing)
7483     {
7484       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7485       rtx p = loop->end;
7486
7487       do
7488         {
7489           if (p == loop->start)
7490             p = loop->end;
7491           p = PREV_INSN (p);
7492           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7493             continue;
7494           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7495         }
7496       while (ends_need_computing);
7497     }
7498
7499   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7500      more combinations.  */
7501   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7502     {
7503       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7504       if (v->ignore)
7505         continue;
7506       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7507         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7508     }
7509
7510   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7511   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7512     {
7513       unsigned luid;
7514       int j;
7515
7516       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7517       if (v->ignore)
7518         continue;
7519       if (v->same && ! v->same->ignore)
7520         {
7521           j = v->same->ix;
7522           luid = stats[i].start_luid;
7523           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7524           if (luid - stats[j].start_luid
7525               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7526             stats[j].end_luid = luid;
7527         }
7528     }
7529
7530   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7531
7532   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7533      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7534      pressure.
7535      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7536      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7537      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7538      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7539      index for this giv (unless rescan is already set).
7540      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7541      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7542      LAST_GIV.  */
7543   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7544     {
7545       int life_start = 0, life_end = 0;
7546
7547       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7548         {
7549           rtx sum;
7550
7551           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7552           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7553             continue;
7554           if (! last_giv)
7555             {
7556               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7557                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7558               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7559                 {
7560                   last_giv = v;
7561                   life_start = stats[i].start_luid;
7562                   life_end = stats[i].end_luid;
7563                 }
7564               continue;
7565             }
7566           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7567           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7568                >= (unsigned) life_end - life_start)
7569               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7570                   > (unsigned) life_end - life_start)
7571               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7572                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7573                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7574                   pressure.
7575                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7576               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop->start)
7577                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop->start))
7578               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7579               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7580               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7581               /* We would really like to know if for any giv that v
7582                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7583                  dominates that combined giv.  However, we
7584                  don't have this detailed control flow information.
7585                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7586                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7587                  validity of last_giv.
7588                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7589                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7590                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7591                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7592               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7593               && (sum = express_from (last_giv, v))
7594               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7595                  doesn't take different costs of registers and constants into
7596                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7597               && (rtx_cost (sum, SET)
7598                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7599               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7600                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7601               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7602                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7603                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7604                   || ! unroll_p)
7605               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7606                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7607             {
7608               v->derived_from = last_giv;
7609               life_end = stats[i].end_luid;
7610
7611               if (loop_dump_stream)
7612                 {
7613                   fprintf (loop_dump_stream,
7614                            "giv at %d derived from %d as ",
7615                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7616                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7617                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7618                 }
7619             }
7620           else if (rescan < 0)
7621             rescan = i;
7622         }
7623     }
7624
7625   /* Clean up.  */
7626   free (giv_array);
7627   free (stats);
7628 }
7629 \f
7630 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7631
7632 void
7633 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7634      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7635      rtx m;          /* multiplicative constant */
7636      rtx a;          /* additive constant */
7637      rtx reg;        /* destination register */
7638      rtx insert_before;
7639 {
7640   rtx seq;
7641   rtx result;
7642
7643   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7644   a = copy_rtx (a);
7645   b = copy_rtx (b);
7646
7647   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7648   update_reg_last_use (a, insert_before);
7649   update_reg_last_use (b, insert_before);
7650   update_reg_last_use (m, insert_before);
7651
7652   start_sequence ();
7653   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7654   if (reg != result)
7655     emit_move_insn (reg, result);
7656   seq = gen_sequence ();
7657   end_sequence ();
7658
7659   emit_insn_before (seq, insert_before);
7660
7661   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new 
7662      registers.  Iterate over the sequence we just created and 
7663      record them all.  */
7664
7665   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7666     {
7667       int i;
7668       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7669         {
7670           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7671           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7672             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7673         }
7674     }
7675   else if (GET_CODE (seq) == SET
7676            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7677     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7678 }
7679 \f
7680 /* Test whether A * B can be computed without
7681    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7682
7683 static int
7684 product_cheap_p (a, b)
7685      rtx a;
7686      rtx b;
7687 {
7688   int i;
7689   rtx tmp;
7690   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7691   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7692   int win = 1;
7693
7694   /* If only one is constant, make it B.  */
7695   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7696     tmp = a, a = b, b = tmp;
7697
7698   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7699   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7700     return 1;
7701
7702   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7703   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7704     return 0;
7705
7706   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7707      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7708      of insns is generated.  */
7709
7710   rtl_obstack = &temp_obstack;
7711   start_sequence ();
7712   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7713   tmp = gen_sequence ();
7714   end_sequence ();
7715
7716   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7717     {
7718       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7719         win = 1;
7720       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7721         win = 0;
7722       else
7723         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7724           {
7725             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7726
7727             if (GET_CODE (insn) != INSN
7728                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7729                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7730                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7731                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7732                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7733               {
7734                 win = 0;
7735                 break;
7736               }
7737           }
7738     }
7739   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7740            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7741     win = 0;
7742   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7743            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7744            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7745     win = 0;
7746
7747   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7748      allocation to its normal obstack.  */
7749   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7750   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7751
7752   return win;
7753 }
7754 \f
7755 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7756    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7757    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7758    to see if the optimization can be performed.
7759    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7760
7761 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7762    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7763    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7764    faster than one that increments from zero.  */
7765
7766 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7767    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7768    final_[bg]iv_value.  */
7769
7770 static int
7771 check_dbra_loop (loop, insn_count)
7772      struct loop *loop;
7773      int insn_count;
7774 {
7775   struct iv_class *bl;
7776   rtx reg;
7777   rtx jump_label;
7778   rtx final_value;
7779   rtx start_value;
7780   rtx new_add_val;
7781   rtx comparison;
7782   rtx before_comparison;
7783   rtx p;
7784   rtx jump;
7785   rtx first_compare;
7786   int compare_and_branch;
7787   rtx loop_start = loop->start;
7788   rtx loop_end = loop->end;
7789   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
7790
7791   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7792      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7793
7794   jump = PREV_INSN (loop_end);
7795   comparison = get_condition_for_loop (loop, jump);
7796   if (comparison == 0)
7797     return 0;
7798
7799   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7800      two instructions.  */
7801   get_condition (jump, &first_compare);
7802   if (first_compare == jump)
7803     compare_and_branch = 1;
7804   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7805     compare_and_branch = 2;
7806   else
7807     return 0;
7808
7809   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7810      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7811      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7812      used between its update and the test insn.  */
7813
7814   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7815     {
7816       if (bl->biv_count == 1
7817           && ! bl->biv->maybe_multiple
7818           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7819           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7820                                    first_compare))
7821         break;
7822     }
7823
7824   if (! bl)
7825     return 0;
7826
7827   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7828      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7829      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7830      m68k DBRA instruction to be used.  */
7831
7832   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7833         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7834         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7835        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7836       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7837       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7838     {
7839       /* Initial value must be greater than 0,
7840          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7841          the last iteration */
7842
7843       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7844           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7845           && (INTVAL (bl->initial_value)
7846               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7847         {
7848           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7849           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7850             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7851                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7852           bl->nonneg = 1;
7853
7854           return 1;
7855         }
7856
7857       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7858          the loop, then we can safely optimize.  */
7859       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7860         {
7861           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7862             break;
7863           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7864             continue;
7865
7866           before_comparison = get_condition_for_loop (loop, p);
7867           if (before_comparison
7868               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7869               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7870               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7871               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7872               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7873             {
7874               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7875                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7876                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7877               bl->nonneg = 1;
7878
7879               return 1;
7880             }
7881         }
7882     }
7883   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7884            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7885     {
7886       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7887       /* Can do this if:
7888          all registers modified are induction variables or invariant,
7889          all memory references have non-overlapping addresses
7890          (obviously true if only one write)
7891          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7892       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7893          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7894          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7895          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7896          one biv.  */
7897       int num_nonfixed_reads = 0;
7898       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7899       int no_use_except_counting = 0;
7900       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7901          which is reversible.  */
7902       int reversible_mem_store = 1;
7903
7904       if (bl->giv_count == 0 && ! loop->exit_count)
7905         {
7906           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7907
7908           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7909              fall through at the end of the loop, then
7910              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7911           no_use_except_counting = 1;
7912           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7913             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7914               {
7915                 rtx set = single_set (p);
7916
7917                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7918                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7919                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7920                   ;
7921                 else if ((p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7922                           || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7923                          && reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7924                   {
7925                     /* If either of these insns uses the biv and sets a pseudo
7926                        that has more than one usage, then the biv has uses
7927                        other than counting since it's used to derive a value
7928                        that is used more than one time.  */
7929                     int note_set_pseudo_multiple_uses_retval = 0;
7930                     note_stores (PATTERN (p), note_set_pseudo_multiple_uses,
7931                                  &note_set_pseudo_multiple_uses_retval);
7932                     if (note_set_pseudo_multiple_uses_retval)
7933                       {
7934                         no_use_except_counting = 0;
7935                         break;
7936                       }
7937                   }
7938                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7939                   {
7940                     no_use_except_counting = 0;
7941                     break;
7942                   }
7943               }
7944         }
7945
7946       if (no_use_except_counting)
7947         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7948       else if (num_mem_sets <= 1)
7949         {
7950           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7951             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7952               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (loop, PATTERN (p));
7953
7954           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7955              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7956              might then have the wrong value at loop exit.
7957              This would work if the source was invariant also, however, in that
7958              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7959
7960           if (num_mem_sets == 1)
7961             {
7962               struct induction *v;
7963
7964               reversible_mem_store
7965                 = (! unknown_address_altered
7966                    && ! unknown_constant_address_altered
7967                    && ! loop_invariant_p (loop,
7968                                           XEXP (XEXP (loop_store_mems, 0),
7969                                                 0)));
7970
7971               /* If the store depends on a register that is set after the
7972                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7973                  reversible.  */
7974               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7975                 {
7976                   if (v->giv_type == DEST_REG
7977                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7978                                          PATTERN (first_loop_store_insn)) 
7979                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7980                     reversible_mem_store = 0;
7981                 }
7982             }
7983         }
7984       else
7985         return 0;
7986
7987       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7988          the memory address check by only reversing loops with
7989          zero or one memory access.
7990          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7991          and that can't be reversed.
7992          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7993          about all these things.  */
7994
7995       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7996            && ! loop_info->has_call
7997            && ! loop_info->has_volatile
7998            && reversible_mem_store
7999            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
8000               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
8001            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
8002           || no_use_except_counting)
8003         {
8004           rtx tem;
8005
8006           /* Loop can be reversed.  */
8007           if (loop_dump_stream)
8008             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
8009
8010           /* Now check other conditions:
8011
8012              The increment must be a constant, as must the initial value,
8013              and the comparison code must be LT. 
8014
8015              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
8016              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
8017              confusing.  */
8018
8019           if (comparison
8020               /* for constants, LE gets turned into LT */
8021               && (GET_CODE (comparison) == LT
8022                   || (GET_CODE (comparison) == LE
8023                       && no_use_except_counting)))
8024             {
8025               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val = 0;
8026               rtx initial_value, comparison_value;
8027               int nonneg = 0;
8028               enum rtx_code cmp_code;
8029               int comparison_const_width;
8030               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
8031
8032               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
8033               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
8034               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
8035                 comparison_const_width
8036                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
8037               else
8038                 comparison_const_width
8039                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
8040               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8041                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
8042               comparison_sign_mask
8043                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
8044
8045               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
8046                  can not reverse this loop.
8047
8048                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
8049                  a whole compute an invariant result, then we could move
8050                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
8051               if (! loop_invariant_p (loop, comparison_value))
8052                 return 0;
8053
8054               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8055                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
8056               initial_value = bl->initial_value;
8057                 
8058               /* Normalize the initial value if it is an integer and 
8059                  has no other use except as a counter.  This will allow
8060                  a few more loops to be reversed.  */
8061               if (no_use_except_counting
8062                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8063                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8064                 {
8065                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
8066                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
8067                      of add_val in order to do the loop reversal, so
8068                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
8069                      Since comparison_value is constant, we know that the
8070                      current comparison code is LT.  */
8071                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
8072                   comparison_val
8073                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
8074                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
8075                      even if there is an overflow, we might still be able to
8076                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
8077                      NE is possible.  */
8078                   initial_value = const0_rtx;
8079                 }
8080
8081               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
8082               if (initial_value == const0_rtx
8083                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count,
8084                      prefer the NE test, since this will allow that
8085                      instruction to be generated.  Note that we must
8086                      use a vanilla loop reversal if the biv is used to
8087                      calculate a giv or has a non-counting use.  */
8088 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) \
8089 && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
8090                   && (! (add_val == 1 && loop->vtop
8091                          && (bl->biv_count == 0
8092                              || no_use_except_counting)))
8093 #endif
8094                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8095                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
8096                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
8097                         & comparison_sign_mask))
8098                 {
8099                   /* Register will always be nonnegative, with value
8100                      0 on last iteration */
8101                   add_adjust = add_val;
8102                   nonneg = 1;
8103                   cmp_code = GE;
8104                 }
8105               else if (add_val == 1 && loop->vtop
8106                        && (bl->biv_count == 0
8107                            || no_use_except_counting))
8108                 {
8109                   add_adjust = 0;
8110                   cmp_code = NE;
8111                 }
8112               else
8113                 return 0;
8114
8115               if (GET_CODE (comparison) == LE)
8116                 add_adjust -= add_val;
8117
8118               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
8119                  value is not an exact multiple of the increment, then we
8120                  can not reverse this loop.  */
8121               if (initial_value == const0_rtx
8122                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8123                 {
8124                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
8125                     return 0;
8126                 }
8127               else
8128                 {
8129                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
8130                     return 0;
8131                 }
8132
8133               final_value = comparison_value;
8134
8135               /* Reset these in case we normalized the initial value
8136                  and comparison value above.  */
8137               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8138                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8139                 {
8140                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
8141                   final_value
8142                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
8143                 }
8144               bl->initial_value = initial_value;
8145
8146               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
8147               reg = bl->biv->dest_reg;
8148               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
8149               if (jump_label == pc_rtx)
8150                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
8151               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
8152
8153               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
8154                  to generate a SUB.
8155                  Initialize biv to start_value before loop start.
8156                  The old initializing insn will be deleted as a
8157                  dead store by flow.c.  */
8158               if (initial_value == const0_rtx
8159                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8160                 {
8161                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
8162                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
8163                                     loop_start);
8164                 }
8165               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8166                 {
8167                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
8168                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8169                   enum insn_code icode
8170                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8171
8172                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
8173                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
8174                             (comparison_value, mode))
8175                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
8176                             (offset, mode)))
8177                     return 0;
8178                   start_value
8179                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
8180                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8181                                      (reg, comparison_value, offset)),
8182                                     loop_start);
8183                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
8184                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
8185                                                 GEN_INT (add_val));
8186                 }
8187               else if (! add_adjust)
8188                 {
8189                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8190                   enum insn_code icode
8191                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8192                   if (! (*insn_data[icode].operand[0].predicate) (reg, mode)
8193                       || ! ((*insn_data[icode].operand[1].predicate)
8194                             (comparison_value, mode))
8195                       || ! ((*insn_data[icode].operand[2].predicate)
8196                             (initial_value, mode)))
8197                     return 0;
8198                   start_value
8199                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
8200                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8201                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
8202                                     loop_start);
8203                 }
8204               else
8205                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
8206                    better to have a testcase first.  */
8207                 return 0;
8208
8209               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
8210                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8211               start_sequence ();
8212               expand_inc (reg, new_add_val);
8213               tem = gen_sequence ();
8214               end_sequence ();
8215
8216               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8217               delete_insn (bl->biv->insn);
8218                       
8219               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8220               bl->biv->insn = p;
8221               bl->initial_value = start_value;
8222               bl->biv->add_val = new_add_val;
8223
8224               /* Update loop info.  */
8225               loop_info->initial_value = reg;
8226               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8227               loop_info->final_value = const0_rtx;
8228               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8229               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8230               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8231               loop_info->increment = new_add_val;
8232
8233               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8234                  not delete the label.  */
8235               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8236
8237               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8238                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8239               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8240                   || ! bl->init_insn
8241                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8242                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8243                                  loop_end);
8244
8245               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8246               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8247               if (compare_and_branch == 2)
8248                 delete_insn (first_compare);
8249
8250               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8251               start_sequence ();
8252               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8253                                        GET_MODE (reg), 0, 0, 
8254                                        XEXP (jump_label, 0));
8255               tem = gen_sequence ();
8256               end_sequence ();
8257               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8258
8259               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8260                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8261                    tem = PREV_INSN (tem))
8262                 ;
8263
8264               if (tem)
8265                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8266
8267               if (nonneg)
8268                 {
8269                   if (tem)
8270                     {
8271                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8272                       /* Register is now always nonnegative,
8273                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8274                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8275                                                            REG_NOTES (tem));
8276                     }
8277                   bl->nonneg = 1;
8278                 }
8279
8280               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
8281                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
8282                  code).
8283                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
8284                  counting, or it is the only biv in this function.
8285                  However, the code that computes no_use_except_counting does
8286                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
8287                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
8288                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
8289                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
8290                  here.  */
8291               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8292                 if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
8293                   {
8294                     rtx *pnote;
8295                     rtx set = single_set (p);
8296                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
8297                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
8298                     if (! set
8299                         || GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
8300                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= reg_iv_type->num_elements
8301                         || REG_IV_TYPE (REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
8302                         || REG_IV_INFO (REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
8303                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
8304                         {
8305                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
8306                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
8307                                                   XEXP (*pnote, 0)))
8308                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
8309                           else
8310                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
8311                         }
8312                   }
8313
8314               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8315                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8316                  will have to be fixed up.  */
8317
8318               bl->reversed = 1;
8319
8320               if (loop_dump_stream)
8321                 {
8322                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
8323                   if (bl->nonneg)
8324                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
8325                   else
8326                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8327                 }
8328
8329               return 1;
8330             }
8331         }
8332     }
8333
8334   return 0;
8335 }
8336 \f
8337 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8338    based on the insns in the loop that refer to it.
8339
8340    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8341
8342    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8343    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8344    start of the loop.  */
8345
8346 static int
8347 maybe_eliminate_biv (loop, bl, eliminate_p, threshold, insn_count)
8348      const struct loop *loop;
8349      struct iv_class *bl;
8350      int eliminate_p;
8351      int threshold, insn_count;
8352 {
8353   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8354   rtx loop_start = loop->start;
8355   rtx loop_end = loop->end;
8356   rtx p;
8357
8358   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8359      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8360
8361   for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8362     {
8363       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8364       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8365
8366       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
8367       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
8368         {
8369           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
8370
8371           if (note)
8372             {
8373               rtx last = XEXP (note, 0);
8374               rtx set = single_set (last);
8375
8376               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
8377                 {
8378                   unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
8379
8380                   if (regno < max_reg_before_loop
8381                       && REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
8382                       && REG_IV_INFO (regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
8383                     p = last;
8384                 }
8385             }
8386         }
8387       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8388           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8389           && ! maybe_eliminate_biv_1 (loop, PATTERN (p), p, bl,
8390                                       eliminate_p, where))
8391         {
8392           if (loop_dump_stream)
8393             fprintf (loop_dump_stream,
8394                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8395                      bl->regno, INSN_UID (p));
8396           break;
8397         }
8398     }
8399
8400   if (p == loop_end)
8401     {
8402       if (loop_dump_stream)
8403         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8404                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8405       return 1;
8406     }
8407
8408   return 0;
8409 }
8410 \f
8411 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8412    Return non-zero if INSN is first.  */
8413
8414 int
8415 loop_insn_first_p (insn, reference)
8416      rtx insn, reference;
8417 {
8418   rtx p, q;
8419
8420   for (p = insn, q = reference; ;)
8421     {
8422       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8423          first.  */
8424       if (q == insn || ! p)
8425         return 0;
8426       if (p == reference || ! q)
8427         return 1;
8428
8429       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
8430          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
8431          P is a note.  */
8432       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8433           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
8434           && GET_CODE (p) != NOTE)
8435         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
8436
8437       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
8438           || GET_CODE (p) == NOTE)
8439         p = NEXT_INSN (p);
8440       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8441         q = NEXT_INSN (q);
8442     }
8443 }
8444
8445 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8446    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8447    div derivation is zero.  */
8448 static int
8449 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8450      struct induction *biv, *giv;
8451      rtx insn;
8452 {
8453   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8454      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8455      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8456      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8457   if (giv->auto_inc_opt
8458       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8459            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8460           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8461               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8462     return 0;
8463
8464   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8465      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8466      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8467      bother to make this possible.  */
8468   if (giv->derived_from
8469       && ! (giv->always_executed
8470             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8471             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8472     return 0;
8473   if (giv->same
8474       && giv->same->derived_from
8475       && ! (giv->same->always_executed
8476             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8477             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8478     return 0;
8479
8480   return 1;
8481 }
8482
8483 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8484    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8485
8486    If BIV does not appear in X, return 1.
8487
8488    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8489    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8490    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8491    the loop.  */
8492
8493 static int
8494 maybe_eliminate_biv_1 (loop, x, insn, bl, eliminate_p, where)
8495      const struct loop *loop;
8496      rtx x, insn;
8497      struct iv_class *bl;
8498      int eliminate_p;
8499      rtx where;
8500 {
8501   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8502   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8503   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8504   struct induction *v;
8505   rtx arg, tem;
8506 #ifdef HAVE_cc0
8507   rtx new;
8508 #endif
8509   int arg_operand;
8510   const char *fmt;
8511   int i, j;
8512
8513   switch (code)
8514     {
8515     case REG:
8516       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8517          we can't eliminate it.  */
8518       if (x == reg)
8519         return 0;
8520       return 1;
8521
8522     case SET:
8523       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8524       if (SET_DEST (x) == reg)
8525         return 1;
8526
8527       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8528          it will go away when the giv is reduced.  */
8529       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8530         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8531           return 1;
8532
8533 #ifdef HAVE_cc0
8534       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8535         {
8536           /* Can replace with any giv that was reduced and
8537              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8538              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8539              ??? We disable this optimization to avoid potential
8540              overflows.  */
8541
8542           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8543             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8544                 && v->add_val == const0_rtx
8545                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8546                 && v->mode == mode
8547                 && 0)
8548               {
8549                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8550                   continue;
8551
8552                 if (! eliminate_p)
8553                   return 1;
8554
8555                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8556                    then reverse the comparison.  */
8557                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8558                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8559                                          const0_rtx, v->new_reg);
8560                 else
8561                   new = v->new_reg;
8562
8563                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8564                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8565                   return 1;
8566               }
8567
8568           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8569              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8570              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8571              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8572              overflow problem.  */
8573
8574           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8575             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8576                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8577                 && v->mode == mode
8578                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8579                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8580                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8581                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8582                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8583               {
8584                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8585                   continue;
8586
8587                 if (! eliminate_p)
8588                   return 1;
8589
8590                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8591                    then reverse the comparison.  */
8592                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8593                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8594                                          v->new_reg);
8595                 else
8596                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8597                                          copy_rtx (v->add_val));
8598
8599                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8600                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8601                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8602                   return 1;
8603
8604                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8605                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8606                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8607
8608                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8609                                   where);
8610
8611                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8612                    the compare expression. */
8613                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8614                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8615                   return 1;
8616               }
8617         }
8618 #endif
8619       break;
8620
8621     case COMPARE:
8622     case EQ:  case NE:
8623     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8624     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8625       /* See if either argument is the biv.  */
8626       if (XEXP (x, 0) == reg)
8627         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8628       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8629         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8630       else
8631         break;
8632
8633       if (CONSTANT_P (arg))
8634         {
8635           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8636              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8637              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8638
8639           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8640             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8641                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8642                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8643                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8644                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8645                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8646                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8647                 && v->mode == mode)
8648               {
8649                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8650                   continue;
8651
8652                 if (! eliminate_p)
8653                   return 1;
8654
8655                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8656                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8657
8658                 /* If all constants are actually constant integers and
8659                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8660                    do so.  */
8661                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8662                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8663                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8664                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8665                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8666                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8667                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8668                   return 1;
8669
8670                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8671                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8672                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8673                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8674                   return 1;
8675
8676                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8677                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8678               }
8679           
8680           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8681              Insert insns to calculate new compare value.  
8682              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8683
8684           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8685             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8686                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8687                 && v->mode == mode
8688                 && 0)
8689               {
8690                 rtx tem;
8691
8692                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8693                   continue;
8694
8695                 if (! eliminate_p)
8696                   return 1;
8697
8698                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8699
8700                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8701                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8702                                  v->new_reg, 1);
8703
8704                 /* Compute value to compare against.  */
8705                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8706                 /* Use it in this insn.  */
8707                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8708                 if (apply_change_group ())
8709                   return 1;
8710               }
8711         }
8712       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8713         {
8714           if (loop_invariant_p (loop, arg) == 1)
8715             {
8716               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8717                  add_val. Insert insns to compute new compare value. 
8718                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8719
8720               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8721                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8722                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8723                     && v->mode == mode
8724                     && 0)
8725                   {
8726                     rtx tem;
8727
8728                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8729                       continue;
8730
8731                     if (! eliminate_p)
8732                       return 1;
8733
8734                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8735
8736                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8737                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8738                                      v->new_reg, 1);
8739
8740                     /* Compute value to compare against.  */
8741                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8742                                       tem, where);
8743                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8744                     if (apply_change_group ())
8745                       return 1;
8746                   }
8747             }
8748
8749           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8750              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8751              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8752              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8753              but that can generate poor code.
8754
8755              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8756              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8757              we might have to do a topological sort of the order in which
8758              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8759              this sort of thing now.  */
8760
8761 #if 0
8762           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8763           if (GET_CODE (arg) != REG
8764               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8765             return 0;
8766
8767           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8768              with identical coefficients.  */
8769           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8770             {
8771               struct induction *tv;
8772
8773               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8774                 continue;
8775
8776               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8777                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8778                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8779                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8780                     && tv->mode == mode)
8781                   {
8782                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8783                       continue;
8784
8785                     if (! eliminate_p)
8786                       return 1;
8787
8788                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8789                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8790                     /* Replace other operand with the other giv's
8791                        reduced reg.  */
8792                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8793                     return 1;
8794                   }
8795             }
8796 #endif
8797         }
8798
8799       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8800       return 0;
8801
8802     case MEM:
8803       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8804          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8805       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8806         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8807           return 1;
8808       break;
8809
8810     default:
8811       break;
8812     }
8813
8814   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8815   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8816   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8817     {
8818       switch (fmt[i])
8819         {
8820         case 'e':
8821           if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XEXP (x, i), insn, bl, 
8822                                        eliminate_p, where))
8823             return 0;
8824           break;
8825
8826         case 'E':
8827           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8828             if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8829                                          eliminate_p, where))
8830               return 0;
8831           break;
8832         }
8833     }
8834
8835   return 1;
8836 }  
8837 \f
8838 /* Return nonzero if the last use of REG
8839    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8840
8841 static int
8842 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8843      rtx reg;
8844      rtx insn;
8845 {
8846   rtx n;
8847   for (n = insn;
8848        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8849        n = NEXT_INSN (n))
8850     {
8851       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8852         return 1;
8853     }
8854   return 0;
8855 }
8856 \f
8857 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8858    just record the location of the set and process it later.  */
8859
8860 static void
8861 record_initial (dest, set, data)
8862      rtx dest;
8863      rtx set;
8864      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
8865 {
8866   struct iv_class *bl;
8867
8868   if (GET_CODE (dest) != REG
8869       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8870       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8871     return;
8872
8873   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8874
8875   /* If this is the first set found, record it.  */
8876   if (bl->init_insn == 0)
8877     {
8878       bl->init_insn = note_insn;
8879       bl->init_set = set;
8880     }
8881 }
8882 \f
8883 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8884    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8885    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8886    use it.  */
8887
8888 static void
8889 update_reg_last_use (x, insn)
8890      rtx x;
8891      rtx insn;
8892 {
8893   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8894      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8895      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8896      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8897   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8898       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8899       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8900     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8901   else
8902     {
8903       register int i, j;
8904       register const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8905       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8906         {
8907           if (fmt[i] == 'e')
8908             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8909           else if (fmt[i] == 'E')
8910             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8911               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8912         }
8913     }
8914 }
8915 \f
8916 /* Given an insn INSN and condition COND, return the condition in a
8917    canonical form to simplify testing by callers.  Specifically:
8918
8919    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8920    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8921    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8922    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8923        for GE, GEU, and LEU.
8924
8925    If the condition cannot be understood, or is an inequality floating-point
8926    comparison which needs to be reversed, 0 will be returned.
8927
8928    If REVERSE is non-zero, then reverse the condition prior to canonizing it.
8929
8930    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8931    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8932    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8933    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8934
8935    If WANT_REG is non-zero, we wish the condition to be relative to that
8936    register, if possible.  Therefore, do not canonicalize the condition
8937    further.  */
8938
8939 rtx
8940 canonicalize_condition (insn, cond, reverse, earliest, want_reg)
8941      rtx insn;
8942      rtx cond;
8943      int reverse;
8944      rtx *earliest;
8945      rtx want_reg;
8946 {
8947   enum rtx_code code;
8948   rtx prev = insn;
8949   rtx set;
8950   rtx tem;
8951   rtx op0, op1;
8952   int reverse_code = 0;
8953   int did_reverse_condition = 0;
8954   enum machine_mode mode;
8955
8956   code = GET_CODE (cond);
8957   mode = GET_MODE (cond);
8958   op0 = XEXP (cond, 0);
8959   op1 = XEXP (cond, 1);
8960
8961   if (reverse)
8962     {
8963       code = reverse_condition (code);
8964       did_reverse_condition ^= 1;
8965     }
8966
8967   if (earliest)
8968     *earliest = insn;
8969
8970   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8971      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8972      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8973      in cse.c  */
8974
8975   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<'
8976          && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0))
8977          && op0 != want_reg)
8978     {
8979       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8980       rtx x = 0;
8981
8982 #ifdef HAVE_cc0
8983       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8984          insn.  */
8985       if (op0 == cc0_rtx)
8986         {
8987           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8988               || GET_CODE (prev) != INSN
8989               || (set = single_set (prev)) == 0
8990               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8991             return 0;
8992
8993           op0 = SET_SRC (set);
8994           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8995           if (earliest)
8996             *earliest = prev;
8997         }
8998 #endif
8999
9000       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
9001       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
9002         {
9003           op1 = XEXP (op0, 1);
9004           op0 = XEXP (op0, 0);
9005           continue;
9006         }
9007       else if (GET_CODE (op0) != REG)
9008         break;
9009
9010       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
9011          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
9012          we don't want to bother dealing with it.  */
9013
9014       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
9015           || GET_CODE (prev) != INSN
9016           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
9017           || (set = single_set (prev)) == 0)
9018         break;
9019
9020       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
9021          relevant.  */
9022       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
9023         {
9024           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
9025
9026           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
9027              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
9028              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
9029              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
9030              actually artificial, simply to prevent the combination, but
9031              should not affect other platforms.
9032
9033              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
9034              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
9035              modeless comparisons inside branch patterns.
9036
9037              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
9038              in simplify_comparison in combine.  */
9039
9040           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
9041                || (((code == NE
9042                      || (code == LT
9043                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
9044                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
9045                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9046                          && (STORE_FLAG_VALUE
9047                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9048                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9049 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9050                      || (code == LT
9051                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9052                          && (REAL_VALUE_NEGATIVE
9053                              (FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode))))
9054 #endif
9055                      ))
9056                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
9057               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9058                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9059                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9060             x = SET_SRC (set);
9061           else if (((code == EQ
9062                      || (code == GE
9063                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
9064                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9065                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
9066                          && (STORE_FLAG_VALUE
9067                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
9068                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
9069 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
9070                      || (code == GE
9071                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
9072                          && (REAL_VALUE_NEGATIVE
9073                              (FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode))))
9074 #endif
9075                      ))
9076                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
9077                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
9078                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
9079                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
9080
9081             {
9082               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
9083                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
9084                  have had to reverse the condition.  */
9085               did_reverse_condition ^= 1;
9086               reverse_code = 1;
9087               x = SET_SRC (set);
9088             }
9089           else
9090             break;
9091         }
9092
9093       else if (reg_set_p (op0, prev))
9094         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
9095         break;
9096
9097       if (x)
9098         {
9099           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
9100             code = GET_CODE (x);
9101           if (reverse_code)
9102             {
9103               code = reverse_condition (code);
9104               if (code == UNKNOWN)
9105                 return 0;
9106               did_reverse_condition ^= 1;
9107               reverse_code = 0;
9108             }
9109
9110           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
9111           if (earliest)
9112             *earliest = prev;
9113         }
9114     }
9115
9116   /* If constant is first, put it last.  */
9117   if (CONSTANT_P (op0))
9118     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
9119
9120   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
9121      was really being compared, so fail.  */
9122   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
9123     return 0;
9124
9125   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
9126      if we can do computations in the relevant mode and we do not
9127      overflow.  */
9128
9129   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
9130       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
9131       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9132     {
9133       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
9134       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
9135       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
9136         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
9137
9138       switch (code)
9139         {
9140         case LE:
9141           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
9142             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
9143           break;
9144
9145         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
9146            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
9147         case GE:
9148           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
9149               != (((HOST_WIDE_INT) 1
9150                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
9151             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
9152           break;
9153
9154         case LEU:
9155           if (uconst_val < max_val)
9156             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
9157           break;
9158
9159         case GEU:
9160           if (uconst_val != 0)
9161             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
9162           break;
9163
9164         default:
9165           break;
9166         }
9167     }
9168
9169   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
9170      EQ or NE or (UN)ORDERED, return zero.  */
9171   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
9172       && did_reverse_condition
9173       && code != NE && code != EQ && code != UNORDERED && code != ORDERED
9174       && ! flag_fast_math
9175       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
9176     return 0;
9177
9178 #ifdef HAVE_cc0
9179   /* Never return CC0; return zero instead.  */
9180   if (op0 == cc0_rtx)
9181     return 0;
9182 #endif
9183
9184   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
9185 }
9186
9187 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
9188    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
9189    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
9190    be returned.
9191
9192    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
9193    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
9194    of the condition is desired, it should be placed in front of that
9195    insn and we will be sure that the inputs are still valid.  */
9196
9197 rtx
9198 get_condition (jump, earliest)
9199      rtx jump;
9200      rtx *earliest;
9201 {
9202   rtx cond;
9203   int reverse;
9204
9205   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
9206   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
9207       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
9208     return 0;
9209
9210   cond = XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0);
9211
9212   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
9213      the condition.  */
9214   reverse
9215     = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
9216       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump);
9217
9218   return canonicalize_condition (jump, cond, reverse, earliest, NULL_RTX);
9219 }
9220
9221 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
9222    unless both operands are invariants.  */
9223
9224 rtx
9225 get_condition_for_loop (loop, x)
9226      const struct loop *loop;
9227      rtx x;
9228 {
9229   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
9230
9231   if (comparison == 0
9232       || ! loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 0))
9233       || loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 1)))
9234     return comparison;
9235
9236   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
9237                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
9238 }
9239
9240 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
9241 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
9242    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds. 
9243    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
9244    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
9245  */
9246
9247 static void
9248 insert_bct (loop)
9249      struct loop *loop;
9250 {
9251   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
9252   rtx loop_start = loop->start;
9253   rtx loop_end = loop->end;
9254   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);  
9255   int loop_num = loop->num;
9256
9257 #if 0
9258   int increment_direction, compare_direction;
9259   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
9260       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
9261   int add_iteration = 0;
9262   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
9263 #endif
9264
9265   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
9266   if (loop_info->unroll_number == loop_info->n_iterations)
9267     return;
9268
9269   /* Make sure that the count register is not in use.  */
9270   if (loop_info->used_count_register)
9271     {
9272       if (loop_dump_stream)
9273         fprintf (loop_dump_stream,
9274                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
9275                  loop_num);
9276       return;
9277     }
9278
9279   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
9280   if (indirect_jump_in_function)
9281     {
9282       if (loop_dump_stream)
9283         fprintf (loop_dump_stream,
9284                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
9285                  loop_num);
9286       return;
9287     }
9288
9289   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
9290   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
9291       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
9292       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
9293     {
9294       if (loop_dump_stream)
9295         fprintf (loop_dump_stream,
9296                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
9297                  loop_num);
9298       return;
9299     }
9300
9301   /* Make sure that the loop does not contain a function call
9302      (the count register might be altered by the called function).  */
9303   if (loop_info->has_call)
9304     {
9305       if (loop_dump_stream)
9306         fprintf (loop_dump_stream,
9307                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
9308                  loop_num);
9309       return;
9310     }
9311
9312   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
9313      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
9314   if (loop_info->has_tablejump)
9315     {
9316       if (loop_dump_stream)
9317         fprintf (loop_dump_stream,
9318                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
9319                  loop_num);
9320       return;
9321     }
9322
9323   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
9324   if (loop_info->unroll_number > 1)
9325     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
9326   else
9327     n_iterations = loop_info->n_iterations;
9328
9329   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
9330     {
9331       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
9332       if (loop_dump_stream)
9333         fprintf (loop_dump_stream,
9334                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
9335                  loop_num);
9336       return;
9337     }
9338
9339   /* Try to instrument the loop.  */
9340
9341   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
9342   if (n_iterations > 0)
9343     {
9344       struct loop *outer_loop;
9345       struct loop_info *outer_loop_info;
9346
9347       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
9348       for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
9349         {
9350           outer_loop_info = LOOP_INFO (outer_loop);
9351           outer_loop_info->used_count_register = 1;
9352         }
9353       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
9354       return;
9355     }
9356
9357   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
9358      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
9359      of the number of iterations.  */
9360
9361   if (loop_info->iteration_var == 0)
9362     {
9363       if (loop_dump_stream)
9364         fprintf (loop_dump_stream,
9365                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9366                  loop_num);
9367       return;
9368     }
9369
9370   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9371       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9372     {
9373       if (loop_dump_stream)
9374         fprintf (loop_dump_stream,
9375                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9376                  loop_num);
9377       return;
9378     }
9379
9380   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9381   if (loop_info->comparison_code == NE)
9382     {
9383       if (loop_dump_stream)
9384         fprintf (loop_dump_stream,
9385                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9386                  loop_num);
9387       return;
9388     }
9389 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9390 #if 0
9391   else
9392     {
9393       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9394          loop executes at least once.  */
9395       rtx sequence;
9396       rtx iterations_num_reg;
9397
9398       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9399         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9400
9401       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9402          expensive) divide is needed.  */
9403       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9404         {
9405           if (loop_dump_stream)
9406             fprintf (loop_dump_stream,
9407                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9408           return;
9409         }
9410
9411       /* compute the number of iterations */
9412       start_sequence ();
9413       {
9414         rtx temp_reg;
9415
9416         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9417            ;
9418            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9419            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9420            ;                                           increment
9421          */
9422         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9423            expand_binop?  */
9424         if (compare_direction > 0)
9425           {
9426             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9427             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9428                                      comparison_value, initial_value,
9429                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9430           }
9431         else
9432           {
9433             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9434                                      initial_value, comparison_value,
9435                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9436           }
9437
9438         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9439           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9440                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9441                                             + add_iteration),
9442                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9443
9444         if (increment_value_abs != 1)
9445           iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, asr_optab,
9446                                              temp_reg,
9447                                              GEN_INT (exact_log2 (increment_value_abs)),
9448                                              NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9449         else
9450           iterations_num_reg = temp_reg;
9451       }
9452       sequence = gen_sequence ();
9453       end_sequence ();
9454       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9455       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9456     }
9457
9458   return;
9459 #endif /* Complex case */
9460 }
9461
9462 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9463    1. A new counter register is created.
9464    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9465    passed in the loop_num_iterations parameter.
9466    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9467    The created comparison follows the pattern defined for the
9468    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9469    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9470    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9471    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9472
9473 static void
9474 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9475      rtx loop_start, loop_end;
9476      rtx loop_num_iterations;
9477 {
9478   rtx counter_reg;
9479   rtx start_label;
9480   rtx sequence;
9481
9482   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9483     {
9484       if (loop_dump_stream)
9485         {
9486           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9487           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9488             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9489                      INTVAL (loop_num_iterations));
9490           else
9491             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9492           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9493         }
9494
9495       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9496          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9497       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9498
9499       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9500       start_label = gen_label_rtx ();
9501       emit_label_after (start_label, loop_start);
9502
9503       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9504       start_sequence ();
9505       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9506       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9507       sequence = gen_sequence ();
9508       end_sequence ();
9509       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9510
9511       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9512          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9513          later recognized by assembly generation phase).  */
9514       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9515                                                                 start_label),
9516                              loop_end);
9517       LABEL_NUSES (start_label)++;
9518     }
9519
9520 }
9521 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9522
9523 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9524
9525    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9526    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9527 static int
9528 indirect_jump_in_function_p (start)
9529      rtx start;
9530 {
9531   rtx insn;
9532
9533   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9534     if (computed_jump_p (insn))
9535       return 1;
9536
9537   return 0;
9538 }
9539
9540 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9541    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9542    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9543
9544 static int
9545 insert_loop_mem (mem, data)
9546      rtx *mem;
9547      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9548 {
9549   int i;
9550   rtx m = *mem;
9551
9552   if (m == NULL_RTX)
9553     return 0;
9554
9555   switch (GET_CODE (m))
9556     {
9557     case MEM:
9558       break;
9559
9560     case CLOBBER:
9561       /* We're not interested in MEMs that are only clobbered.  */
9562       return -1;
9563
9564     case CONST_DOUBLE:
9565       /* We're not interested in the MEM associated with a
9566          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9567       return -1;
9568
9569     case EXPR_LIST:
9570       /* We're not interested in any MEMs that only appear in notes.  */
9571       return -1;
9572
9573     default:
9574       /* This is not a MEM.  */
9575       return 0;
9576     }
9577
9578   /* See if we've already seen this MEM.  */
9579   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9580     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem)) 
9581       {
9582         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9583           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9584              this happens, something tricky is going on, and we just
9585              don't optimize accesses to this MEM.  */
9586           loop_mems[i].optimize = 0;
9587
9588         return 0;
9589       }
9590
9591   /* Resize the array, if necessary.  */
9592   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated) 
9593     {
9594       if (loop_mems_allocated != 0)
9595         loop_mems_allocated *= 2;
9596       else
9597         loop_mems_allocated = 32;
9598
9599       loop_mems = (loop_mem_info*) 
9600         xrealloc (loop_mems,
9601                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info)); 
9602     }
9603
9604   /* Actually insert the MEM.  */
9605   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9606   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9607      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9608      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9609      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9610   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9611   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9612   ++loop_mems_idx;
9613
9614   return 0;
9615 }
9616
9617 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9618    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9619    values after load_mems.  */
9620
9621 static void
9622 load_mems_and_recount_loop_regs_set (loop, insn_count)
9623      const struct loop *loop;
9624      int *insn_count;
9625 {
9626   int nregs = max_reg_num ();
9627
9628   load_mems (loop);
9629   
9630   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9631      created new registers.  */
9632   if (max_reg_num () > nregs)
9633     {
9634       int i;
9635       int old_nregs;
9636
9637       old_nregs = nregs;
9638       nregs = max_reg_num ();
9639
9640       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9641         {
9642           /* Grow all the arrays.  */
9643           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9644           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9645           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9646           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9647         }
9648       /* Clear the arrays */
9649       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9650       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9651       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9652
9653       count_loop_regs_set (loop->top ? loop->top : loop->start, loop->end,
9654                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9655                            insn_count, nregs); 
9656
9657       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9658         {
9659           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9660           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9661         }
9662       
9663 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9664       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9665          create CCmode register copies.  */
9666       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9667         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9668           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9669 #endif
9670
9671       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9672       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9673              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9674              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9675     }
9676 }
9677
9678 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  */
9679
9680 static void
9681 load_mems (loop)
9682      const struct loop *loop;
9683 {
9684   int maybe_never = 0;
9685   int i;
9686   rtx p;
9687   rtx label = NULL_RTX;
9688   rtx end_label = NULL_RTX;
9689   /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9690   int next_maybe_never = 0;
9691   int last_max_reg = max_reg_num ();
9692
9693   if (loop_mems_idx == 0)
9694     return;
9695
9696   /* Find start of the extended basic block that enters the loop.  */
9697   for (p = loop->start;
9698        PREV_INSN (p) && GET_CODE (p) != CODE_LABEL;
9699        p = PREV_INSN (p))
9700     ;
9701
9702   cselib_init ();
9703
9704   /* Build table of mems that get set to constant values before the
9705      loop.  */
9706   for (; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
9707     cselib_process_insn (p);
9708
9709   /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9710      loop are never executed.  */
9711   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start); 
9712        p != NULL_RTX && ! maybe_never; 
9713        p = next_insn_in_loop (loop, p))
9714     {
9715       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9716         maybe_never = 1;
9717       else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9718                /* If we enter the loop in the middle, and scan
9719                   around to the beginning, don't set maybe_never
9720                   for that.  This must be an unconditional jump,
9721                   otherwise the code at the top of the loop might
9722                   never be executed.  Unconditional jumps are
9723                   followed a by barrier then loop end.  */
9724                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN 
9725                      && JUMP_LABEL (p) == loop->top
9726                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
9727                      && simplejump_p (p)))
9728         {
9729           if (!condjump_p (p))
9730             /* Something complicated.  */
9731             maybe_never = 1;
9732           else
9733             /* If there are any more instructions in the loop, they
9734                might not be reached.  */
9735             next_maybe_never = 1; 
9736         } 
9737       else if (next_maybe_never)
9738         maybe_never = 1;
9739     }
9740
9741   /* Actually move the MEMs.  */
9742   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i) 
9743     {
9744       regset_head copies;
9745       int written = 0;
9746       rtx reg;
9747       rtx mem = loop_mems[i].mem;
9748       rtx mem_list_entry;
9749
9750       if (MEM_VOLATILE_P (mem) 
9751           || loop_invariant_p (loop, XEXP (mem, 0)) != 1)
9752         /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9753         loop_mems[i].optimize = 0;
9754
9755       /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9756          one is aliased by one of them.  */
9757       mem_list_entry = loop_store_mems;
9758       while (mem_list_entry)
9759         {
9760           if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9761             written = 1;
9762           else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9763                                     mem, rtx_varies_p))
9764             {
9765               /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9766               loop_mems[i].optimize = 0;
9767               break;
9768             }
9769           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9770         }
9771
9772       if (flag_float_store && written
9773           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (mem)) == MODE_FLOAT)
9774         loop_mems[i].optimize = 0;
9775   
9776       /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9777          are no reads from another MEM that aliases this one.  */ 
9778       if (loop_mems[i].optimize && written)
9779         {
9780           int j;
9781
9782           for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9783             {
9784               if (j == i)
9785                 continue;
9786               else if (true_dependence (mem,
9787                                         VOIDmode,
9788                                         loop_mems[j].mem,
9789                                         rtx_varies_p))
9790                 {
9791                   /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9792                      the loop because writes to it might not be
9793                      seen by reads from loop_mems[j].  */
9794                   loop_mems[i].optimize = 0;
9795                   break;
9796                 }
9797             }
9798         }
9799
9800       if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9801         /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9802            cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9803         loop_mems[i].optimize = 0;
9804           
9805       if (!loop_mems[i].optimize)
9806         /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9807            loop, but later discovered that we could not.  */
9808         continue;
9809
9810       INIT_REG_SET (&copies);
9811
9812       /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9813          order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9814          out of the loop just because this REG is neither a
9815          user-variable nor used in the loop test.  */
9816       reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9817       REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9818       loop_mems[i].reg = reg;
9819
9820       /* Now, replace all references to the MEM with the
9821          corresponding pesudos.  */
9822       maybe_never = 0;
9823       for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
9824            p != NULL_RTX;
9825            p = next_insn_in_loop (loop, p))
9826         {
9827           rtx_and_int ri;
9828           rtx set;
9829
9830           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
9831             {
9832               /* See if this copies the mem into a register that isn't
9833                  modified afterwards.  We'll try to do copy propagation
9834                  a little further on.  */
9835               set = single_set (p);
9836               if (set
9837                   /* @@@ This test is _way_ too conservative.  */
9838                   && ! maybe_never
9839                   && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
9840                   && REGNO (SET_DEST (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
9841                   && REGNO (SET_DEST (set)) < last_max_reg
9842                   && VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (SET_DEST (set))) == 1
9843                   && rtx_equal_p (SET_SRC (set), loop_mems[i].mem))
9844                 SET_REGNO_REG_SET (&copies, REGNO (SET_DEST (set)));
9845               ri.r = p;
9846               ri.i = i;
9847               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9848             }
9849
9850           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL
9851               || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
9852             maybe_never = 1;
9853         }
9854
9855       if (! apply_change_group ())
9856         /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9857         loop_mems[i].optimize = 0;
9858       else
9859         {
9860           /* Load the memory immediately before LOOP->START, which is
9861              the NOTE_LOOP_BEG.  */
9862           cselib_val *e = cselib_lookup (mem, VOIDmode, 0);
9863           rtx set;
9864           rtx best = mem;
9865           int j;
9866           struct elt_loc_list *const_equiv = 0;
9867
9868           if (e)
9869             {
9870               struct elt_loc_list *equiv;
9871               struct elt_loc_list *best_equiv = 0;
9872               for (equiv = e->locs; equiv; equiv = equiv->next)
9873                 {
9874                   if (CONSTANT_P (equiv->loc))
9875                     const_equiv = equiv;
9876                   else if (GET_CODE (equiv->loc) == REG)
9877                     best_equiv = equiv;
9878                 }
9879               /* Use the constant equivalence if that is cheap enough.  */
9880               if (! best_equiv)
9881                 best_equiv = const_equiv;
9882               else if (const_equiv
9883                        && (rtx_cost (const_equiv->loc, SET)
9884                            <= rtx_cost (best_equiv->loc, SET)))
9885                 {
9886                   best_equiv = const_equiv;
9887                   const_equiv = 0;
9888                 }
9889
9890               /* If best_equiv is nonzero, we know that MEM is set to a
9891                  constant or register before the loop.  We will use this
9892                  knowledge to initialize the shadow register with that
9893                  constant or reg rather than by loading from MEM.  */
9894               if (best_equiv)
9895                 best = copy_rtx (best_equiv->loc);
9896             }
9897           set = gen_move_insn (reg, best);
9898           set = emit_insn_before (set, loop->start);
9899           if (const_equiv)
9900             REG_NOTES (set) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUAL,
9901                                                  copy_rtx (const_equiv->loc),
9902                                                  REG_NOTES (set));
9903
9904           if (written)
9905             {
9906               if (label == NULL_RTX)
9907                 {
9908                   /* We must compute the former
9909                      right-after-the-end label before we insert
9910                      the new one.  */
9911                   end_label = next_label (loop->end);
9912                   label = gen_label_rtx ();
9913                   emit_label_after (label, loop->end);
9914                 }
9915
9916               /* Store the memory immediately after END, which is
9917                  the NOTE_LOOP_END.  */
9918               set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg); 
9919               emit_insn_after (set, label);
9920             }
9921
9922           if (loop_dump_stream)
9923             {
9924               fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9925                        REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9926               print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9927               fputc ('\n', loop_dump_stream);
9928             }
9929
9930           /* Attempt a bit of copy propagation.  This helps untangle the
9931              data flow, and enables {basic,general}_induction_var to find
9932              more bivs/givs.  */
9933           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
9934             (&copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j,
9935              {
9936                try_copy_prop (loop, loop_mems[i].reg, j);
9937              });
9938           CLEAR_REG_SET (&copies);
9939         }
9940     }
9941
9942   if (label != NULL_RTX)
9943     {
9944       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9945          label with the new one.  */
9946       rtx_pair rr; 
9947       rr.r1 = end_label;
9948       rr.r2 = label;
9949
9950       for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
9951         {
9952           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9953
9954           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9955              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9956              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9957              because the immediately following unroll pass will use it.
9958              replace_label would not work anyways, because that only handles
9959              LABEL_REFs.  */
9960           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9961             JUMP_LABEL (p) = label;
9962         }
9963     }
9964
9965   cselib_finish ();
9966 }
9967
9968 /* For communication between note_reg_stored and its caller.  */
9969 struct note_reg_stored_arg
9970 {
9971   int set_seen;
9972   rtx reg;
9973 };
9974
9975 /* Called via note_stores, record in SET_SEEN whether X, which is written,
9976    is equal to ARG.  */
9977 static void
9978 note_reg_stored (x, setter, arg)
9979      rtx x, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
9980      void *arg;
9981 {
9982   struct note_reg_stored_arg *t = (struct note_reg_stored_arg *)arg;
9983   if (t->reg == x)
9984     t->set_seen = 1;
9985 }
9986
9987 /* Try to replace every occurrence of pseudo REGNO with REPLACEMENT.
9988    There must be exactly one insn that sets this pseudo; it will be
9989    deleted if all replacements succeed and we can prove that the register
9990    is not used after the loop.  */
9991
9992 static void
9993 try_copy_prop (loop, replacement, regno)
9994      const struct loop *loop;
9995      rtx replacement;
9996      unsigned int regno;
9997 {
9998   /* This is the reg that we are copying from.  */
9999   rtx reg_rtx = regno_reg_rtx[regno];
10000   rtx init_insn = 0;
10001   rtx insn;
10002   /* These help keep track of whether we replaced all uses of the reg.  */
10003   int replaced_last = 0;
10004   int store_is_first = 0;
10005
10006   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10007        insn != NULL_RTX;
10008        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
10009     {
10010       rtx set;
10011
10012       /* Only substitute within one extended basic block from the initializing
10013          insn.  */
10014       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && init_insn)
10015         break;
10016
10017       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
10018         continue;
10019
10020       /* Is this the initializing insn?  */
10021       set = single_set (insn);
10022       if (set
10023           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
10024           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
10025         {
10026           if (init_insn)
10027             abort ();
10028
10029           init_insn = insn;
10030           if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
10031             store_is_first = 1;
10032         }
10033
10034       /* Only substitute after seeing the initializing insn.  */
10035       if (init_insn && insn != init_insn)
10036         {       
10037           struct note_reg_stored_arg arg;
10038           rtx array[3];
10039           array[0] = reg_rtx;
10040           array[1] = replacement;
10041           array[2] = insn;
10042
10043           for_each_rtx (&insn, replace_loop_reg, array);
10044           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
10045             replaced_last = 1;
10046
10047           /* Stop replacing when REPLACEMENT is modified.  */
10048           arg.reg = replacement;
10049           arg.set_seen = 0;
10050           note_stores (PATTERN (insn), note_reg_stored, &arg);
10051           if (arg.set_seen)
10052             break;
10053         }
10054     }
10055   if (! init_insn)
10056     abort ();
10057   if (apply_change_group ())
10058     {
10059       if (loop_dump_stream)
10060         fprintf (loop_dump_stream, "  Replaced reg %d", regno);
10061       if (store_is_first && replaced_last)
10062         {
10063           PUT_CODE (init_insn, NOTE);
10064           NOTE_LINE_NUMBER (init_insn) = NOTE_INSN_DELETED;
10065           if (loop_dump_stream)
10066             fprintf (loop_dump_stream, ", deleting init_insn (%d)",
10067                      INSN_UID (init_insn));
10068         }
10069       if (loop_dump_stream)
10070         fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
10071     }
10072 }
10073
10074 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
10075    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
10076    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
10077    and the MEM we are currently replacing.  */
10078
10079 static int
10080 replace_loop_mem (mem, data)
10081      rtx *mem;
10082      void *data;
10083 {
10084   rtx_and_int *ri; 
10085   rtx insn;
10086   int i;
10087   rtx m = *mem;
10088
10089   if (m == NULL_RTX)
10090     return 0;
10091
10092   switch (GET_CODE (m))
10093     {
10094     case MEM:
10095       break;
10096
10097     case CONST_DOUBLE:
10098       /* We're not interested in the MEM associated with a
10099          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
10100       return -1;
10101
10102     default:
10103       /* This is not a MEM.  */
10104       return 0;
10105     }
10106
10107   ri = (rtx_and_int*) data;
10108   i = ri->i;
10109
10110   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
10111     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
10112     return 0;
10113
10114   insn = ri->r;
10115
10116   /* Actually replace the MEM.  */
10117   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
10118
10119   return 0;
10120 }
10121
10122 /* Replace one register with another.  Called through for_each_rtx; PX points
10123    to the rtx being scanned.  DATA is actually an array of three rtx's; the
10124    first one is the one to be replaced, and the second one the replacement.
10125    The third one is the current insn.  */
10126
10127 static int
10128 replace_loop_reg (px, data)
10129      rtx *px;
10130      void *data;
10131 {
10132   rtx x = *px;
10133   rtx *array = (rtx *)data;
10134
10135   if (x == NULL_RTX)
10136     return 0;
10137
10138   if (x == array[0])
10139     validate_change (array[2], px, array[1], 1);
10140
10141   return 0;
10142 }
10143
10144 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
10145    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
10146    respectively.  */
10147
10148 static int
10149 replace_label (x, data)
10150      rtx *x;
10151      void *data;
10152 {
10153   rtx l = *x;
10154   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
10155   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
10156
10157   if (l == NULL_RTX)
10158     return 0;
10159
10160   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
10161     return 0;
10162
10163   if (XEXP (l, 0) != old_label)
10164     return 0;
10165   
10166   XEXP (l, 0) = new_label;
10167   ++LABEL_NUSES (new_label);
10168   --LABEL_NUSES (old_label);
10169
10170   return 0;
10171 }