OSDN Git Service

*** empty log message ***
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Move constant computations out of loops.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GNU CC.
5
6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9 any later version.
10
11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
18 the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.  */
19
20
21 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
22    It finds invariant computations within loops and moves them
23    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and 
24    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
25    induction variables, and induction variable elimination is applied to
26    the basic induction variables.
27
28    It also finds cases where
29    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
30    and changes these to zero the entire register once before the loop
31    and merely copy the low part within the loop.
32
33    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
34    while to do these things.  */
35
36 #include "config.h"
37 #include "rtl.h"
38 #include "obstack.h"
39 #include "expr.h"
40 #include "insn-config.h"
41 #include "insn-flags.h"
42 #include "regs.h"
43 #include "hard-reg-set.h"
44 #include "recog.h"
45 #include "flags.h"
46 #include "real.h"
47 #include <stdio.h>
48 #include "loop.h"
49
50 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
51    The luids are like uids but increase monotonically always.
52    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
53
54 int *uid_luid;
55
56 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
57    number the insn is contained in.  */
58
59 int *uid_loop_num;
60
61 /* 1 + largest uid of any insn.  */
62
63 int max_uid_for_loop;
64
65 /* 1 + luid of last insn.  */
66
67 static int max_luid;
68
69 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
70    next few tables.  */
71
72 static int max_loop_num;
73
74 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
75
76 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
77
78 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
79
80 int *loop_outer_loop;
81
82 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
83    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
84
85 static char *loop_invalid;
86
87 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
88    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
89    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
90
91    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
92    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
93    return, so the presense of a return does not affect any of the
94    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
95    instructions on this list.  */
96
97 rtx *loop_number_exit_labels;
98
99 /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number could not be
100    calculated.  Must be unsigned long since the number of iterations can
101    be as high as 2^31-1.  For loops with a DImode iterator, this number will
102    will be zero if the number of loop iterations is too large for an
103    unsigned long to hold.  */
104
105 unsigned long loop_n_iterations;
106
107 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.
108    (unknown_address_altered is also nonzero in this case.)  */
109
110 static int loop_has_call;
111
112 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
113    current loop.  A continue statement will generate a branch to
114    NEXT_INSN (loop_continue).  */
115
116 static rtx loop_continue;
117
118 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
119    is set during the loop being scanned.
120    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
121    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
122    we know is equal to a constant and -1 means that it is an condidate
123    not known equal to a constant.
124    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
125    while the failed candidates have the original number of times set.
126
127    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
128    < 0 a conditionally invariant one.  */
129
130 static short *n_times_set;
131
132 /* Original value of n_times_set; same except that this value
133    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
134    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
135
136 static short *n_times_used;
137
138 /* Index by register number, 1 indicates that the register
139    cannot be moved or strength reduced.  */
140
141 static char *may_not_optimize;
142
143 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
144    This reduces the desire to move it out of another.  */
145
146 static char *moved_once;
147
148 /* Array of MEMs that are stored in this loop. If there are too many to fit
149    here, we just turn on unknown_address_altered.  */
150
151 #define NUM_STORES 20
152 static rtx loop_store_mems[NUM_STORES];
153
154 /* Index of first available slot in above array.  */
155 static int loop_store_mems_idx;
156
157 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
158    This happens if the loop contains a call (in which call `loop_has_call'
159    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
160
161 static int unknown_address_altered;
162
163 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
164 static int num_movables;
165
166 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
167 static int num_mem_sets;
168
169 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
170 static int loops_enclosed;
171
172 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
173    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
174 int max_reg_before_loop;
175
176 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
177    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
178    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
179    that array.  */
180
181 static struct obstack temp_obstack;
182
183 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
184
185 extern struct obstack *rtl_obstack;
186
187 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
188 #define obstack_chunk_free free
189
190 extern char *oballoc ();
191 extern int xmalloc ();
192 extern void free ();
193 \f
194 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
195    is made to record all the movable insns found.
196    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
197
198 struct movable
199 {
200   rtx insn;                     /* A movable insn */
201   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from. */
202   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET. */
203   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
204                                    of any registers used within the LIBCALL. */
205   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
206                                    that must be moved with this one.  */
207   int regno;                    /* The register it sets */
208   short lifetime;               /* lifetime of that register;
209                                    may be adjusted when matching movables
210                                    that load the same value are found.  */
211   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
212                                    including other movables that force this
213                                    or match this one.  */
214   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
215   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
216   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
217                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
218                    that the reg is live outside the range from where it is set
219                    to the following label.  */
220   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
221   
222   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
223                                    In particular, moving it does not make it
224                                    invariant.  */
225   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
226                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
227   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN. */
228   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
229                                    that we should avoid changing when clearing
230                                    the rest of the reg.  */
231   struct movable *match;        /* First entry for same value */
232   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
233   struct movable *next;
234 };
235
236 FILE *loop_dump_stream;
237
238 /* Forward declarations.  */
239
240 static void find_and_verify_loops ();
241 static void mark_loop_jump ();
242 static void prescan_loop ();
243 static int reg_in_basic_block_p ();
244 static int consec_sets_invariant_p ();
245 static rtx libcall_other_reg ();
246 static int labels_in_range_p ();
247 static void count_loop_regs_set ();
248 static void note_addr_stored ();
249 static int loop_reg_used_before_p ();
250 static void scan_loop ();
251 static void replace_call_address ();
252 static rtx skip_consec_insns ();
253 static int libcall_benefit ();
254 static void ignore_some_movables ();
255 static void force_movables ();
256 static void combine_movables ();
257 static int rtx_equal_for_loop_p ();
258 static void move_movables ();
259 static void strength_reduce ();
260 static int valid_initial_value_p ();
261 static void find_mem_givs ();
262 static void record_biv ();
263 static void check_final_value ();
264 static void record_giv ();
265 static void update_giv_derive ();
266 static void delete_insn_forces ();
267 static int basic_induction_var ();
268 static rtx simplify_giv_expr ();
269 static int general_induction_var ();
270 static int consec_sets_giv ();
271 static int check_dbra_loop ();
272 static rtx express_from ();
273 static int combine_givs_p ();
274 static void combine_givs ();
275 static int product_cheap_p ();
276 static int maybe_eliminate_biv ();
277 static int maybe_eliminate_biv_1 ();
278 static int last_use_this_basic_block ();
279 static void record_initial ();
280 static void update_reg_last_use ();
281 \f
282 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
283 int add_cost;
284 #if 0
285 int shift_cost;
286 int mult_cost;
287 #endif
288
289 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
290    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
291 int copy_cost;
292
293 void
294 init_loop ()
295 {
296   char *free_point = (char *) oballoc (1);
297   rtx reg = gen_rtx (REG, SImode, 0);
298   rtx pow2 = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, 32);
299   rtx lea;
300   int i;
301
302   add_cost = rtx_cost (gen_rtx (PLUS, SImode, reg, reg));
303
304   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
305      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
306      will be far less than the cost of an add.  */
307 #ifdef REGISTER_MOVE_COST
308   copy_cost = REGISTER_MOVE_COST (GENERAL_REGS, GENERAL_REGS) * 2;
309 #else
310   copy_cost = 2 * 2;
311 #endif
312
313   /* Free the objects we just allocated.  */
314   obfree (free_point);
315
316   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
317   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
318 }
319 \f
320 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
321    on the current function.  F is the first insn of the function
322    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
323    (or 0 if none should be output).  */
324
325 void
326 loop_optimize (f, dumpfile)
327      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
328      rtx f;
329      FILE *dumpfile;
330 {
331   register rtx insn;
332   register int i;
333   rtx end;
334   rtx last_insn;
335
336   loop_dump_stream = dumpfile;
337
338   init_recog_no_volatile ();
339   init_alias_analysis ();
340
341   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
342
343   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
344   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
345
346   regs_may_share = 0;
347
348   /* Count the number of loops. */
349
350   max_loop_num = 0;
351   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
352     {
353       if (GET_CODE (insn) == NOTE
354           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
355         max_loop_num++;
356     }
357
358   /* Don't waste time if no loops.  */
359   if (max_loop_num == 0)
360     return;
361
362   /* Get size to use for tables indexed by uids.
363      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
364   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 4;
365
366   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
367   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
368
369   bzero (uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
370   bzero (uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
371
372   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
373      not be zeroed.  */
374   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
375   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
376   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
377   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
378   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
379
380   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
381     {
382       loop_number_first_block
383         = (union tree_node **) alloca (max_loop_num
384                                        * sizeof (union tree_node *));
385       loop_number_last_block
386         = (union tree_node **) alloca (max_loop_num
387                                        * sizeof (union tree_node *));
388       loop_number_block_level = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
389     }
390
391   /* Find and process each loop.
392      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
393   find_and_verify_loops (f);
394
395   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
396      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
397      function.  */
398   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
399
400   /* Compute the mapping from uids to luids.
401      LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
402      except that luids increase monotonically through the code.
403      Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in luids
404      between two insns is not affected by -g.  */
405
406   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
407     {
408       last_insn = insn;
409       if (GET_CODE (insn) != NOTE
410           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
411         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
412       else
413         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
414         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
415     }
416
417   max_luid = i + 1;
418
419   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
420      deleted.  It is possible that the first or last insn
421      using some register has been deleted by cross-jumping.
422      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
423      points to the general area where that insn used to be.  */
424   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
425     {
426       uid_luid[0] = uid_luid[i];
427       if (uid_luid[0] != 0)
428         break;
429     }
430   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
431     if (uid_luid[i] == 0)
432       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
433
434   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
435   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
436     find_loop_tree_blocks (f);
437
438   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
439      before outer ones.  */
440   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
441     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
442       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
443                  max_reg_num ());
444 }
445 \f
446 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
447    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
448    NOTE_INSN_LOOP_END.  */
449
450 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
451    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
452    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
453    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
454    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
455
456 static void
457 scan_loop (loop_start, end, nregs)
458      rtx loop_start, end;
459      int nregs;
460 {
461   register int i;
462   register rtx p;
463   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
464   int maybe_never = 0;
465   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
466      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
467   int call_passed = 0;
468   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
469      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
470   rtx loop_top = 0;
471   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
472   rtx loop_entry_jump = 0;
473   /* Place in the loop where control enters.  */
474   rtx scan_start;
475   /* Number of insns in the loop.  */
476   int insn_count;
477   int in_libcall = 0;
478   int tem;
479   rtx temp;
480   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
481   rtx set, set1;
482   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
483   struct movable *movables = 0;
484   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
485   struct movable *last_movable = 0;
486   /* Ratio of extra register life span we can justify
487      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
488      since in that case saving an insn makes more difference
489      and more registers are available.  */
490   int threshold;
491   /* If we have calls, contains the insn in which a register was used
492      if it was used exactly once; contains const0_rtx if it was used more
493      than once.  */
494   rtx *reg_single_usage = 0;
495
496   n_times_set = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
497   n_times_used = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
498   may_not_optimize = (char *) alloca (nregs);
499
500   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
501      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
502      that is too complex to duplicate in front of the loop.
503
504      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
505      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
506      (because we might have a loop executed only once that contains a
507      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
508      (in case we have a degenerate loop).
509
510      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
511      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
512      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
513      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
514      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
515
516   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
517        p != end
518          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
519          && (GET_CODE (p) != NOTE
520              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
521                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
522        p = NEXT_INSN (p))
523     ;
524
525   scan_start = p;
526
527   /* Set up variables describing this loop.  */
528   prescan_loop (loop_start, end);
529   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
530
531   /* If loop has a jump before the first label,
532      the true entry is the target of that jump.
533      Start scan from there.
534      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
535      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
536   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
537     {
538       loop_entry_jump = p;
539
540       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
541       if (simplejump_p (p)
542           && JUMP_LABEL (p) != 0
543           /* Check to see whether the jump actually
544              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
545              This case can happen for things like
546              do {..} while (0).  If this label was generated previously
547              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
548              the loop.  */
549           && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) < max_uid_for_loop
550           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) >= INSN_LUID (loop_start)
551           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (end))
552         {
553           loop_top = next_label (scan_start);
554           scan_start = JUMP_LABEL (p);
555         }
556     }
557
558   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
559      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
560      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
561
562      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
563      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
564      test above.  */
565
566   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
567       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
568     {
569       if (loop_dump_stream)
570         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
571                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
572       return;
573     }
574
575   /* Count number of times each reg is set during this loop.
576      Set may_not_optimize[I] if it is not safe to move out
577      the setting of register I.  If this loop has calls, set
578      reg_single_usage[I].  */
579
580   bzero (n_times_set, nregs * sizeof (short));
581   bzero (may_not_optimize, nregs);
582
583   if (loop_has_call)
584     {
585       reg_single_usage = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
586       bzero (reg_single_usage, nregs * sizeof (rtx));
587     }
588
589   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
590                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
591
592   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
593     may_not_optimize[i] = 1, n_times_set[i] = 1;
594   bcopy (n_times_set, n_times_used, nregs * sizeof (short));
595
596   if (loop_dump_stream)
597     {
598       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
599                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
600       if (loop_continue)
601         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
602                  INSN_UID (loop_continue));
603     }
604
605   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
606      Set n_times_set negative for the reg being set, so that
607      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
608      We consider whether subsequent insns use the reg
609      in deciding whether it is worth actually moving.
610
611      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
612      and therefore it is possible that the insns we are scanning
613      would never be executed.  At such times, we must make sure
614      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
615      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
616      so that is not a problem.  */
617
618   p = scan_start;
619   while (1)
620     {
621       p = NEXT_INSN (p);
622       /* At end of a straight-in loop, we are done.
623          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
624       if (p == scan_start)
625         break;
626       if (p == end)
627         {
628           if (loop_top != 0)
629             p = NEXT_INSN (loop_top);
630           else
631             break;
632           if (p == scan_start)
633             break;
634         }
635
636       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
637           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0))
638         in_libcall = 1;
639       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
640                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0))
641         in_libcall = 0;
642
643       if (GET_CODE (p) == INSN
644           && (set = single_set (p))
645           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
646           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
647         {
648           int tem1 = 0;
649           int tem2 = 0;
650           int move_insn = 0;
651           rtx src = SET_SRC (set);
652           rtx dependencies = 0;
653
654           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
655              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
656              specified, use it as the source and mark that we should move
657              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
658              insn.
659
660              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
661              is present.  */
662           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, 0);
663           if (temp)
664             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
665           else 
666             {
667               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, 0);
668               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
669                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
670               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0))
671                 {
672                   src = XEXP (temp, 0);
673                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
674                      the equivalent expression.  To move the libcall,
675                      we must move those regs too.  */
676                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
677                 }
678             }
679
680           /* Don't try to optimize a register that was made
681              by loop-optimization for an inner loop.
682              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
683           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
684             ;
685           /* In order to move a register, we need to have one of three cases:
686              (1) it is used only in the same basic block as the set
687              (2) it is not a user variable.
688              (3) the set is guaranteed to be executed once the loop starts,
689                  and the reg is not used until after that.  */
690           else if (! ((! maybe_never
691                        && ! loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
692                                                     scan_start, end))
693                       || ! REG_USERVAR_P (SET_DEST (PATTERN (p)))
694                       || reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (PATTERN (p)))))
695             ;
696           else if ((tem = invariant_p (src))
697                    && (dependencies == 0
698                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
699                    && (n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
700                        || (tem1
701                            = consec_sets_invariant_p (SET_DEST (set),
702                                                       n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))],
703                                                       p)))
704                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
705                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
706                       once loop is entered.  Even a function call might
707                       prevent the trap insn from being reached
708                       (since it might exit!)  */
709                    && ! ((maybe_never || call_passed)
710                          && may_trap_p (src)))
711             {
712               register struct movable *m;
713               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
714
715               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
716                  can be combined as long as they are both in the loop, but
717                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
718                  this can lose.  The most common case of this is the address
719                  of a function being called.  
720
721                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
722                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
723                  we can replace the usage of this register with the source
724                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
725
726                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
727                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
728
729               if (reg_single_usage && reg_single_usage[regno] != 0
730                   && reg_single_usage[regno] != const0_rtx
731                   && regno_first_uid[regno] == INSN_UID (p)
732                   && (regno_last_uid[regno]
733                       == INSN_UID (reg_single_usage[regno]))
734                   && n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
735                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
736                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0)
737 #ifdef SMALL_REGISTER_CLASSES
738                   && ! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
739                         && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
740 #endif
741                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
742                      a call-clobbered register and the life of REGNO
743                      might span a call.  */
744                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
745                                           reg_single_usage[regno])
746                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
747                                            reg_single_usage[regno]))
748                 {
749                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  */
750                   REG_NOTES (reg_single_usage[regno])
751                     = replace_rtx (REG_NOTES (reg_single_usage[regno]),
752                                    SET_DEST (set), SET_SRC (set));
753                                    
754                   PUT_CODE (p, NOTE);
755                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
756                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
757                   n_times_set[regno] = 0;
758                   continue;
759                 }
760
761               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
762               m->next = 0;
763               m->insn = p;
764               m->set_src = src;
765               m->dependencies = dependencies;
766               m->set_dest = SET_DEST (set);
767               m->force = 0;
768               m->consec = n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] - 1;
769               m->done = 0;
770               m->forces = 0;
771               m->partial = 0;
772               m->move_insn = move_insn;
773               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, 0) != 0);
774               m->savemode = VOIDmode;
775               m->regno = regno;
776               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
777                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
778               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
779               m->global = (uid_luid[regno_last_uid[regno]] > INSN_LUID (end)
780                            || uid_luid[regno_first_uid[regno]] < INSN_LUID (loop_start));
781               m->match = 0;
782               m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
783                              - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
784               m->savings = n_times_used[regno];
785               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0))
786                 m->savings += libcall_benefit (p);
787               n_times_set[regno] = move_insn ? -2 : -1;
788               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
789               if (movables == 0)
790                 movables = m;
791               else
792                 last_movable->next = m;
793               last_movable = m;
794
795               if (m->consec > 0)
796                 {
797                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
798                   p = NEXT_INSN (p);
799                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
800                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
801                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
802                   p = prev_nonnote_insn (p);
803
804                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
805                      m->set_src to correspond to the effects of all the
806                      insns.  */
807                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, 0);
808                   if (temp)
809                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
810                   else
811                     {
812                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, 0);
813                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
814                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
815                       else
816                         m->move_insn = 0;
817
818                     }
819                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, 0) != 0);
820                 }
821             }
822           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
823              or set to zero, then its high bytes are constant.
824              So clear them outside the loop and within the loop
825              just load the low bytes.
826              We must check that the machine has an instruction to do so.
827              Also, if the value loaded into the register
828              depends on the same register, this cannot be done.  */
829           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
830                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
831                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
832                    && GET_CODE (set1) == SET
833                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
834                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
835                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
836                        == SET_DEST (set))
837                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
838             {
839               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
840               if (n_times_set[regno] == 2)
841                 {
842                   register struct movable *m;
843                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
844                   m->next = 0;
845                   m->insn = p;
846                   m->set_dest = SET_DEST (set);
847                   m->dependencies = 0;
848                   m->force = 0;
849                   m->consec = 0;
850                   m->done = 0;
851                   m->forces = 0;
852                   m->move_insn = 0;
853                   m->partial = 1;
854                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
855                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
856                      Not even if the reg is used only within this loop.
857                      Consider this:
858                      while (1)
859                        while (s != t) {
860                          if (foo ()) x = *s;
861                          use (x);
862                        }
863                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
864                      being saved from the last time around the outer loop.
865                      However, if the reg is not used outside this loop
866                      and all uses of the register are in the same
867                      basic block as the store, there is no problem.
868
869                      If this insn was made by loop, we don't know its
870                      INSN_LUID and hence must make a conservative
871                      assumption. */
872                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
873                                || (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
874                                    > INSN_LUID (end))
875                                || (uid_luid[regno_first_uid[regno]]
876                                    < INSN_LUID (p))
877                                || (labels_in_range_p
878                                    (p, uid_luid[regno_first_uid[regno]])));
879                   if (maybe_never && m->global)
880                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
881                   else
882                     m->savemode = VOIDmode;
883                   m->regno = regno;
884                   m->cond = 0;
885                   m->match = 0;
886                   m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
887                                  - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
888                   m->savings = 1;
889                   n_times_set[regno] = -1;
890                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
891                   if (movables == 0)
892                     movables = m;
893                   else
894                     last_movable->next = m;
895                   last_movable = m;
896                 }
897             }
898         }
899       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
900          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
901          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
902          so they don't count.  */
903       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
904         call_passed = 1;
905       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
906          can't count on whether or how many times they will be
907          executed during each iteration.  Therefore, we can
908          only move out sets of trivial variables
909          (those not used after the loop).  */
910       /* This code appears in three places, once in scan_loop, and twice
911          in strength_reduce.  */
912       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
913                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
914                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
915                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
916                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
917                   followed a by barrier then loop end.  */
918                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
919                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
920                      && simplejump_p (p)))
921         maybe_never = 1;
922       /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
923          be executed: logically, the loop begins here even though the exit
924          code has been duplicated.  */
925       else if (GET_CODE (p) == NOTE
926                && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
927         maybe_never = call_passed = 0;
928     }
929
930   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
931
932   ignore_some_movables (movables);
933
934   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
935      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
936      If so, record that the second insn "forces" the first one,
937      since the second can be moved only if the first is.  */
938
939   force_movables (movables);
940
941   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
942      If there are, make all but the first point at the first one
943      through the `match' field, and add the priorities of them
944      all together as the priority of the first.  */
945
946   combine_movables (movables, nregs);
947         
948   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
949      Store 0 in n_times_set for each reg that is moved.  */
950
951   move_movables (movables, threshold,
952                  insn_count, loop_start, end, nregs);
953
954   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
955      Change n_times_set to indicate that those are not actually invariant.  */
956   for (i = 0; i < nregs; i++)
957     if (n_times_set[i] < 0)
958       n_times_set[i] = n_times_used[i];
959
960   if (flag_strength_reduce)
961     strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
962                      insn_count, loop_start, end);
963 }
964 \f
965 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
966    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
967
968 void
969 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
970      rtx in_this, not_in_this;
971      rtx *output;
972 {
973   enum rtx_code code;
974   char *fmt;
975   int i;
976
977   code = GET_CODE (in_this);
978
979   switch (code)
980     {
981     case PC:
982     case CC0:
983     case CONST_INT:
984     case CONST_DOUBLE:
985     case CONST:
986     case SYMBOL_REF:
987     case LABEL_REF:
988       return;
989
990     case REG:
991       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
992           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
993         *output = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, in_this, *output);
994       return;
995     }
996
997   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
998   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
999     {
1000       int j;
1001
1002       switch (fmt[i])
1003         {
1004         case 'E':
1005           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1006             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1007           break;
1008
1009         case 'e':
1010           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1011           break;
1012         }
1013     }
1014 }
1015 \f
1016 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1017    aside from those mentioned in the equivalent value.
1018    If there are none, return 0.
1019    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1020
1021 static rtx
1022 libcall_other_reg (insn, equiv)
1023      rtx insn, equiv;
1024 {
1025   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, 0);
1026   rtx p = XEXP (note, 0);
1027   rtx output = 0;
1028
1029   /* First, find all the regs used in the libcall block
1030      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1031
1032   while (p != insn)
1033     {
1034       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1035           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1036         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1037       p = NEXT_INSN (p);
1038     }
1039
1040   return output;
1041 }
1042 \f
1043 /* Return 1 if all uses of REG
1044    are between INSN and the end of the basic block.  */
1045
1046 static int 
1047 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1048      rtx insn, reg;
1049 {
1050   int regno = REGNO (reg);
1051   rtx p;
1052
1053   if (regno_first_uid[regno] != INSN_UID (insn))
1054     return 0;
1055
1056   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1057   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1058     {
1059       switch (GET_CODE (p))
1060         {
1061         case NOTE:
1062           break;
1063
1064         case INSN:
1065         case CALL_INSN:
1066           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1067           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1068             return 1;
1069           break;
1070
1071         case JUMP_INSN:
1072           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1073           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1074             return 1;
1075           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1076           return 0;
1077
1078         case CODE_LABEL:
1079         case BARRIER:
1080           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1081           return 0;
1082         }
1083     }
1084
1085   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1086   abort ();
1087 }
1088 \f
1089 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1090    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1091    value directly or can contain a library call.  */
1092
1093 static int
1094 libcall_benefit (last)
1095      rtx last;
1096 {
1097   rtx insn;
1098   int benefit = 0;
1099
1100   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, 0), 0);
1101        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1102     {
1103       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1104         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1105                                    routine. */
1106       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1107                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1108                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1109         benefit++;
1110     }
1111
1112   return benefit;
1113 }
1114 \f
1115 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1116
1117 static rtx
1118 skip_consec_insns (insn, count)
1119      rtx insn;
1120      int count;
1121 {
1122   for (; count > 0; count--)
1123     {
1124       rtx temp;
1125
1126       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1127       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1128          be an insn here.  */
1129       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1130           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, 0)))
1131         insn = XEXP (temp, 0);
1132
1133       do insn = NEXT_INSN (insn);
1134       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1135     }
1136
1137   return insn;
1138 }
1139
1140 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1141    which is part of another movable.
1142    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1143    was made later and so appears later on the chain.  */
1144
1145 static void
1146 ignore_some_movables (movables)
1147      struct movable *movables;
1148 {
1149   register struct movable *m, *m1;
1150
1151   for (m = movables; m; m = m->next)
1152     {
1153       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1154       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, 0);
1155       if (note)
1156         {
1157           rtx insn;
1158           /* Check for earlier movables inside that range,
1159              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1160              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1161              Rather than reject all such insns from movables, we just
1162              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1163              libcalls aren't that common).  */
1164           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1165             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1166               if (m1->insn == insn)
1167                 m1->done = 1;
1168         }
1169     }
1170 }         
1171
1172 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1173    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1174    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1175    since the second can be moved only if the first is.  */
1176
1177 static void
1178 force_movables (movables)
1179      struct movable *movables;
1180 {
1181   register struct movable *m, *m1;
1182   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1183     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1184     if (!m1->partial && !m1->done)
1185       {
1186         int regno = m1->regno;
1187         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1188           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1189              register of M1 to be used after this insn?
1190              Since CSE does not update regno_last_uid,
1191              this insn M->insn might not be where it dies.
1192              But very likely this doesn't matter; what matters is
1193              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1194           if (INSN_UID (m->insn) == regno_last_uid[regno]
1195               && !m->done)
1196             break;
1197         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1198             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1199             && m->consec == 0)
1200           m = 0;
1201
1202         /* Increase the priority of the moving the first insn
1203            since it permits the second to be moved as well.  */
1204         if (m != 0)
1205           {
1206             m->forces = m1;
1207             m1->lifetime += m->lifetime;
1208             m1->savings += m1->savings;
1209           }
1210       }
1211 }
1212 \f
1213 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1214    one register.  */
1215
1216 static void
1217 combine_movables (movables, nregs)
1218      struct movable *movables;
1219      int nregs;
1220 {
1221   register struct movable *m;
1222   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1223   enum machine_mode mode;
1224
1225   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1226      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1227   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1228
1229   for (m = movables; m; m = m->next)
1230     if (m->match == 0 && n_times_used[m->regno] == 1 && !m->partial)
1231       {
1232         register struct movable *m1;
1233         int regno = m->regno;
1234         rtx reg_note, reg_note1;
1235
1236         bzero (matched_regs, nregs);
1237         matched_regs[regno] = 1;
1238
1239         for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1240           if (m != m1 && m1->match == 0 && n_times_used[m1->regno] == 1
1241               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1242               && !m1->global
1243               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1244               && !m1->partial
1245               && (matched_regs[m1->regno]
1246                   ||
1247                   (
1248                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1249                       same constant only if the modes are the same or
1250                       if both are integer modes with M wider or the same
1251                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1252                       safe, since the only case of differing destination
1253                       modes with equal sources is when both sources are
1254                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1255                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1256                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1257                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1258                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1259                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1260                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1261                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1262                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1263                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1264                                                 movables))))
1265               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1266                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1267             {
1268               m->lifetime += m1->lifetime;
1269               m->savings += m1->savings;
1270               m1->done = 1;
1271               m1->match = m;
1272               matched_regs[m1->regno] = 1;
1273             }
1274       }
1275
1276   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1277      This can be done for those not marked `global'
1278      provided their lives don't overlap.  */
1279
1280   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1281        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1282     {
1283       register struct movable *m0 = 0;
1284
1285       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1286          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1287       for (m = movables; m; m = m->next)
1288         if (m->partial && ! m->global
1289             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1290           {
1291             register struct movable *m1;
1292             int first = uid_luid[regno_first_uid[m->regno]];
1293             int last = uid_luid[regno_last_uid[m->regno]];
1294
1295             if (m0 == 0)
1296               {
1297                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1298                 m0 = m;
1299                   continue;
1300               }
1301
1302             /* Make sure they extend to the same mode.
1303                (Almost always true.)  */
1304             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1305                 continue;
1306
1307             /* We already have one: check for overlap with those
1308                already combined together.  */
1309             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1310               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1311                 if (! (uid_luid[regno_first_uid[m1->regno]] > last
1312                        || uid_luid[regno_last_uid[m1->regno]] < first))
1313                   goto overlap;
1314
1315             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1316             m0->lifetime += m->lifetime;
1317             m0->savings += m->savings;
1318             m->done = 1;
1319             m->match = m0;
1320
1321           overlap: ;
1322           }
1323     }
1324 }
1325 \f
1326 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1327
1328 static int
1329 regs_match_p (x, y, movables)
1330      rtx x, y;
1331      struct movable *movables;
1332 {
1333   int xn = REGNO (x);
1334   int yn = REGNO (y);
1335   struct movable *mx, *my;
1336
1337   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1338     if (mx->regno == xn)
1339       break;
1340
1341   for (my = movables; my; my = my->next)
1342     if (my->regno == yn)
1343       break;
1344
1345   return (mx && my
1346           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1347               || mx->match == my
1348               || mx == my->match));
1349 }
1350
1351 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1352    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1353
1354    If two registers are matching movables or a movable register and an
1355    equivalent constant, consider them equal.  */
1356
1357 static int
1358 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1359      rtx x, y;
1360      struct movable *movables;
1361 {
1362   register int i;
1363   register int j;
1364   register struct movable *m;
1365   register enum rtx_code code;
1366   register char *fmt;
1367
1368   if (x == y)
1369     return 1;
1370   if (x == 0 || y == 0)
1371     return 0;
1372
1373   code = GET_CODE (x);
1374
1375   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1376      equal.  */
1377   if (GET_CODE (x) == REG && n_times_set[REGNO (x)] == -2
1378       && CONSTANT_P (y))
1379     for (m = movables; m; m = m->next)
1380       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1381           && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1382         return 1;
1383
1384   else if (GET_CODE (y) == REG && n_times_set[REGNO (y)] == -2
1385            && CONSTANT_P (x))
1386     for (m = movables; m; m = m->next)
1387       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1388           && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1389         return 1;
1390
1391   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1392   if (code != GET_CODE (y))
1393     return 0;
1394
1395   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1396      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1397
1398   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1399     return 0;
1400
1401   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1402   if (code == REG)
1403     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1404
1405   if (code == LABEL_REF)
1406     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1407   if (code == SYMBOL_REF)
1408     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1409
1410   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1411      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1412
1413   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1414   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1415     {
1416       switch (fmt[i])
1417         {
1418         case 'i':
1419           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1420             return 0;
1421           break;
1422
1423         case 'E':
1424           /* Two vectors must have the same length.  */
1425           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1426             return 0;
1427
1428           /* And the corresponding elements must match.  */
1429           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1430             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1431               return 0;
1432           break;
1433
1434         case 'e':
1435           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1436             return 0;
1437           break;
1438
1439         case 's':
1440           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1441             return 0;
1442           break;
1443
1444         case 'u':
1445           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1446           break;
1447
1448         case '0':
1449           break;
1450
1451           /* It is believed that rtx's at this level will never
1452              contain anything but integers and other rtx's,
1453              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1454         default:
1455           abort ();
1456         }
1457     }
1458   return 1;
1459 }
1460 \f
1461 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1462    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1463    other throughout.  */
1464
1465 static void
1466 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1467      struct movable *movables;
1468      int threshold;
1469      int insn_count;
1470      rtx loop_start;
1471      rtx end;
1472      int nregs;
1473 {
1474   rtx new_start = 0;
1475   register struct movable *m;
1476   register rtx p;
1477   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1478      when we move several insns that load the same value
1479      into different pseudo-registers.  */
1480   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1481   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1482
1483   bzero (already_moved, nregs);
1484   bzero (reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1485
1486   num_movables = 0;
1487
1488   for (m = movables; m; m = m->next)
1489     {
1490       /* Describe this movable insn.  */
1491
1492       if (loop_dump_stream)
1493         {
1494           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1495                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1496           if (m->consec > 0)
1497             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1498           if (m->cond)
1499             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1500           if (m->force)
1501             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1502           if (m->global)
1503             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1504           if (m->done)
1505             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1506           if (m->move_insn)
1507             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1508           if (m->match)
1509             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1510                      INSN_UID (m->match->insn));
1511           if (m->forces)
1512             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1513                      INSN_UID (m->forces->insn));
1514         }
1515
1516       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1517       num_movables++;
1518
1519       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1520          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1521
1522       if (!m->done
1523           && (! m->cond
1524               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1525                   && (m->dependencies == 0
1526                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1527                   && (m->consec == 0
1528                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1529                                                        m->consec + 1,
1530                                                        m->insn))))
1531           && (! m->forces || m->forces->done))
1532         {
1533           register int regno;
1534           register rtx p;
1535           int savings = m->savings;
1536
1537           /* We have an insn that is safe to move.
1538              Compute its desirability.  */
1539
1540           p = m->insn;
1541           regno = m->regno;
1542
1543           if (loop_dump_stream)
1544             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1545
1546           if (moved_once[regno])
1547             {
1548               insn_count *= 2;
1549
1550               if (loop_dump_stream)
1551                 fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1552             }
1553
1554           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1555              which is safe only if this one is moved too: that is,
1556              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1557
1558           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1559              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1560              If it's not desirable, it means the loop is so big
1561              that moving won't speed things up much,
1562              and it is liable to make register usage worse.  */
1563
1564           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1565              extra cost because something else was already moved.  */
1566
1567           if (already_moved[regno]
1568               || (threshold * savings * m->lifetime) >= insn_count
1569               || (m->forces && m->forces->done
1570                   && n_times_used[m->forces->regno] == 1))
1571             {
1572               int count;
1573               register struct movable *m1;
1574               rtx first;
1575
1576               /* Now move the insns that set the reg.  */
1577
1578               if (m->partial && m->match)
1579                 {
1580                   rtx newpat, i1;
1581                   rtx r1, r2;
1582                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1583                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1584                      And that reg is loaded with 0 directly,
1585                      since it has ->match == 0.  */
1586                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1587                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1588                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1589                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1590
1591                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1592                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1593                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1594                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1595                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1596                   regs_may_share = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r1,
1597                                             gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r2,
1598                                                      regs_may_share));
1599                   delete_insn (m->insn);
1600
1601                   if (new_start == 0)
1602                     new_start = i1;
1603
1604                   if (loop_dump_stream)
1605                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1606                 }
1607               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1608                  new move insn, first delete what we have and then emit
1609                  the move insn before the loop.  */
1610               else if (m->move_insn)
1611                 {
1612                   rtx i1, temp;
1613
1614                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1615                     {
1616                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1617                          skip to the end.  */
1618                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1619                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0)))
1620                         p = XEXP (temp, 0);
1621
1622                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1623                          delete every insn in the sequence except the last.
1624                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1625                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1626                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0)))
1627                         {
1628                           temp = XEXP (temp, 0);
1629                           while (temp != p)
1630                             temp = delete_insn (temp);
1631                         }
1632
1633                       p = delete_insn (p);
1634                     }
1635
1636                   start_sequence ();
1637                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1638                   temp = gen_sequence ();
1639                   end_sequence ();
1640
1641                   i1 = emit_insn_before (temp, loop_start);
1642                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, 0))
1643                     REG_NOTES (i1)
1644                       = gen_rtx (EXPR_LIST,
1645                                  m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1646                                  m->set_src, REG_NOTES (i1));
1647
1648                   if (loop_dump_stream)
1649                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1650
1651                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1652                   threshold -= 3;
1653                 }
1654               else
1655                 {
1656                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1657                     {
1658                       rtx i1, temp;
1659
1660                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end. */
1661                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1662                          be an insn here.  */
1663                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1664                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0)))
1665                         p = XEXP (temp, 0);
1666
1667                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1668                          insns except the last before the loop.  The last
1669                          insn is handled in the normal manner.  */
1670                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1671                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0)))
1672                         {
1673                           rtx fn_address = 0;
1674                           rtx fn_reg = 0;
1675                           rtx fn_address_insn = 0;
1676
1677                           first = 0;
1678                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1679                                temp = NEXT_INSN (temp))
1680                             {
1681                               rtx body;
1682                               rtx n;
1683                               rtx next;
1684
1685                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1686                                 continue;
1687
1688                               body = PATTERN (temp);
1689
1690                               /* Find the next insn after TEMP,
1691                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1692                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1693                                    next = NEXT_INSN (next))
1694                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1695                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1696                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1697                                   break;
1698                               
1699                               /* If that is the call, this may be the insn
1700                                  that loads the function address.
1701
1702                                  Extract the function address from the insn
1703                                  that loads it into a register.
1704                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1705
1706                                  So emit a new move insn that copies the
1707                                  function address into the register that the
1708                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1709                                  redundant stores that we have created.  */
1710                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1711                                   && GET_CODE (body) == SET
1712                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1713                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL, 0)))
1714                                 {
1715                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1716                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1717                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1718                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1719                                   fn_address_insn = temp;
1720                                 }
1721                               /* We have the call insn.
1722                                  If it uses the register we suspect it might,
1723                                  load it with the correct address directly.  */
1724                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1725                                   && fn_address != 0
1726                                   && reg_mentioned_p (fn_reg, body))
1727                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1728                                                                 fn_address),
1729                                                  fn_address_insn);
1730
1731                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1732                                 i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
1733                               else
1734                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
1735                               if (first == 0)
1736                                 first = i1;
1737                               if (temp == fn_address_insn)
1738                                 fn_address_insn = i1;
1739                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
1740                               delete_insn (temp);
1741                             }
1742                         }
1743                       if (m->savemode != VOIDmode)
1744                         {
1745                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
1746                              the bits that are not covered by the mode
1747                              m->savemode.  */
1748                           rtx reg = m->set_dest;
1749                           rtx sequence;
1750                           rtx tem;
1751                       
1752                           start_sequence ();
1753                           tem = expand_binop
1754                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
1755                              gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
1756                                       ((1 << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
1757                                       - 1),
1758                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
1759                           if (tem == 0)
1760                             abort ();
1761                           if (tem != reg)
1762                             emit_move_insn (reg, tem);
1763                           sequence = gen_sequence ();
1764                           end_sequence ();
1765                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
1766                         }
1767                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1768                         i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1769                       else
1770                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1771
1772                       REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
1773
1774                       if (new_start == 0)
1775                         new_start = i1;
1776
1777                       if (loop_dump_stream)
1778                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
1779                                  INSN_UID (i1));
1780
1781 #if 0
1782                       /* This isn't needed because REG_NOTES is copied
1783                          below and is wrong since P might be a PARALLEL.  */
1784                       if (REG_NOTES (i1) == 0
1785                           && ! m->partial /* But not if it's a zero-extend clr. */
1786                           && ! m->global /* and not if used outside the loop
1787                                             (since it might get set outside).  */
1788                           && CONSTANT_P (SET_SRC (PATTERN (p))))
1789                         REG_NOTES (i1)
1790                           = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_EQUAL,
1791                                      SET_SRC (PATTERN (p)), REG_NOTES (i1));
1792 #endif
1793
1794                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
1795                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
1796                          and REG_RETVAL on I1.  */
1797                       if (temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, 0))
1798                         {
1799                           XEXP (temp, 0) = first;
1800                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, 0);
1801                           XEXP (temp, 0) = i1;
1802                         }
1803
1804                       delete_insn (p);
1805                       do p = NEXT_INSN (p);
1806                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE);
1807                     }
1808
1809                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1810                   threshold -= 3;
1811                 }
1812
1813               /* Any other movable that loads the same register
1814                  MUST be moved.  */
1815               already_moved[regno] = 1;
1816
1817               /* This reg has been moved out of one loop.  */
1818               moved_once[regno] = 1;
1819
1820               /* The reg set here is now invariant.  */
1821               if (! m->partial)
1822                 n_times_set[regno] = 0;
1823
1824               m->done = 1;
1825
1826               /* Change the length-of-life info for the register
1827                  to say it lives at least the full length of this loop.
1828                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
1829
1830               if (uid_luid[regno_first_uid[regno]] > INSN_LUID (loop_start))
1831                 /* This is the old insn before all the moved insns.
1832                    We can't use the moved insn because it is out of range
1833                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
1834                 regno_first_uid[regno] = INSN_UID (loop_start);
1835               if (uid_luid[regno_last_uid[regno]] < INSN_LUID (end))
1836                 regno_last_uid[regno] = INSN_UID (end);
1837
1838               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
1839
1840               if (! m->partial)
1841                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1842                   if (m1->match == m)
1843                     {
1844                       rtx temp;
1845
1846                       /* Schedule the reg loaded by M1
1847                          for replacement so that shares the reg of M.
1848                          If the modes differ (only possible in restricted
1849                          circumstances, make a SUBREG.  */
1850                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
1851                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
1852                       else
1853                         reg_map[m1->regno]
1854                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
1855                                                 m->set_dest);
1856                     
1857                       /* Get rid of the matching insn
1858                          and prevent further processing of it.  */
1859                       m1->done = 1;
1860
1861                       /* if library call, delete all insn except last, which
1862                          is deleted below */
1863                       if (temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL, 0))
1864                         {
1865                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
1866                                temp = NEXT_INSN (temp))
1867                             delete_insn (temp);
1868                         }
1869                       delete_insn (m1->insn);
1870
1871                       /* Any other movable that loads the same register
1872                          MUST be moved.  */
1873                       already_moved[m1->regno] = 1;
1874
1875                       /* The reg merged here is now invariant,
1876                          if the reg it matches is invariant.  */
1877                       if (! m->partial)
1878                         n_times_set[m1->regno] = 0;
1879                     }
1880             }
1881           else if (loop_dump_stream)
1882             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
1883         }
1884       else if (loop_dump_stream && !m->match)
1885         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
1886
1887       if (loop_dump_stream)
1888         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
1889     }
1890
1891   if (new_start == 0)
1892     new_start = loop_start;
1893
1894   /* Go through all the instructions in the loop, making
1895      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
1896   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
1897     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1898         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1899       {
1900         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
1901         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
1902       }
1903 }
1904 \f
1905 #if 0
1906 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
1907    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
1908
1909 static void
1910 replace_call_address (x, reg, addr)
1911      rtx x, reg, addr;
1912 {
1913   register enum rtx_code code;
1914   register int i;
1915   register char *fmt;
1916
1917   if (x == 0)
1918     return;
1919   code = GET_CODE (x);
1920   switch (code)
1921     {
1922     case PC:
1923     case CC0:
1924     case CONST_INT:
1925     case CONST_DOUBLE:
1926     case CONST:
1927     case SYMBOL_REF:
1928     case LABEL_REF:
1929     case REG:
1930       return;
1931
1932     case SET:
1933       /* Short cut for very common case.  */
1934       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
1935       return;
1936
1937     case CALL:
1938       /* Short cut for very common case.  */
1939       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
1940       return;
1941
1942     case MEM:
1943       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
1944          something is wrong.  */
1945       if (XEXP (x, 0) != reg)
1946         abort ();
1947       XEXP (x, 0) = addr;
1948       return;
1949     }
1950
1951   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1952   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1953     {
1954       if (fmt[i] == 'e')
1955         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
1956       if (fmt[i] == 'E')
1957         {
1958           register int j;
1959           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1960             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
1961         }
1962     }
1963 }
1964 #endif
1965 \f
1966 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
1967    in the rtx X.  */
1968
1969 static int
1970 count_nonfixed_reads (x)
1971      rtx x;
1972 {
1973   register enum rtx_code code;
1974   register int i;
1975   register char *fmt;
1976   int value;
1977
1978   if (x == 0)
1979     return 0;
1980
1981   code = GET_CODE (x);
1982   switch (code)
1983     {
1984     case PC:
1985     case CC0:
1986     case CONST_INT:
1987     case CONST_DOUBLE:
1988     case CONST:
1989     case SYMBOL_REF:
1990     case LABEL_REF:
1991     case REG:
1992       return 0;
1993
1994     case MEM:
1995       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
1996               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
1997     }
1998
1999   value = 0;
2000   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2001   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2002     {
2003       if (fmt[i] == 'e')
2004         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2005       if (fmt[i] == 'E')
2006         {
2007           register int j;
2008           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2009             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2010         }
2011     }
2012   return value;
2013 }
2014
2015 \f
2016 #if 0
2017 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2018    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2019    if the machine supports such an instruction,
2020    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2021
2022 static void
2023 constant_high_bytes (p, loop_start)
2024      rtx p, loop_start;
2025 {
2026   register rtx new;
2027   register int insn_code_number;
2028
2029   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2030      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2031
2032   new = gen_rtx (SET, VOIDmode,
2033                  gen_rtx (STRICT_LOW_PART, VOIDmode,
2034                           gen_rtx (SUBREG, GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2035                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2036                                    0)),
2037                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2038   insn_code_number = recog (new, p);
2039
2040   if (insn_code_number)
2041     {
2042       register int i;
2043
2044       /* Clear destination register before the loop.  */
2045       emit_insn_before (gen_rtx (SET, VOIDmode,
2046                                  SET_DEST (PATTERN (p)),
2047                                  const0_rtx),
2048                         loop_start);
2049
2050       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2051       PATTERN (p) = new;
2052     }
2053 }
2054 #endif
2055 \f
2056 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2057    `num_mem_sets', `loop_continue', loops_enclosed' and `loop_has_call'.
2058    Also, fill in the array `loop_store_mems'.  */
2059
2060 static void
2061 prescan_loop (start, end)
2062      rtx start, end;
2063 {
2064   register int level = 1;
2065   register rtx insn;
2066
2067   unknown_address_altered = 0;
2068   loop_has_call = 0;
2069   loop_store_mems_idx = 0;
2070
2071   num_mem_sets = 0;
2072   loops_enclosed = 1;
2073   loop_continue = 0;
2074
2075   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2076        insn = NEXT_INSN (insn))
2077     {
2078       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2079         {
2080           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2081             {
2082               ++level;
2083               /* Count number of loops contained in this one.  */
2084               loops_enclosed++;
2085             }
2086           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2087             {
2088               --level;
2089               if (level == 0)
2090                 {
2091                   end = insn;
2092                   break;
2093                 }
2094             }
2095           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2096             {
2097               if (level == 1)
2098                 loop_continue = insn;
2099             }
2100         }
2101       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2102         {
2103           unknown_address_altered = 1;
2104           loop_has_call = 1;
2105         }
2106       else
2107         {
2108           if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2109             note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2110         }
2111     }
2112 }
2113 \f
2114 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2115    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2116    to from outside the loop.  */
2117
2118 static void
2119 find_and_verify_loops (f)
2120      rtx f;
2121 {
2122   rtx insn;
2123   int current_loop = -1;
2124   int next_loop = -1;
2125   int loop;
2126
2127   /* If there are jumps to undefined labels,
2128      treat them as jumps out of any/all loops.
2129      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2130   uid_loop_num[0] = -1;
2131
2132   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2133      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2134
2135   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2136     {
2137       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2138         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2139           {
2140           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2141             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2142             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2143             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2144             loop_invalid[next_loop] = 0;
2145             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2146             current_loop = next_loop;
2147             break;
2148
2149           case NOTE_INSN_SETJMP:
2150             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2151                enclosing loop.  */
2152             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2153               {
2154                 loop_invalid[loop] = 1;
2155                 if (loop_dump_stream)
2156                   fprintf (loop_dump_stream,
2157                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2158                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2159               }
2160             break;
2161
2162           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2163             if (current_loop == -1)
2164               abort ();
2165
2166             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2167             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2168             break;
2169
2170           }
2171
2172       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2173          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2174       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2175     }
2176
2177   /* Now scan all JUMP_INSN's in the function.  If any branches into a loop
2178      that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2179
2180      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2181      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2182      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2183      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2184      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2185      possible second cse pass.  */
2186
2187   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2188     if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2189       {
2190         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2191
2192         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2193
2194         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2195         if (this_loop_num != -1
2196             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2197                 || (simplejump_p (insn)
2198                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2199                         != this_loop_num))))
2200           {
2201             rtx p;
2202             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2203
2204             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2205                or a JUMP_INSN.  */
2206             for (p = PREV_INSN (insn);
2207                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2208                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2209                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2210                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2211                  p = PREV_INSN (p))
2212               ;
2213
2214             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2215                we have a block of code to try to move.
2216
2217                We look backward and then forward from the target of INSN
2218                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2219                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2220                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2221                and move the block of code to the spot we found.  */
2222
2223             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2224                     && JUMP_LABEL (p) != 0
2225                     && condjump_p (p)
2226                     && ! simplejump_p (p)
2227                     && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2228               {
2229                 rtx target
2230                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2231                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2232                 rtx loc;
2233
2234                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2235                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2236                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2237                     break;
2238
2239                 if (loc == 0)
2240                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2241                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2242                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2243                       break;
2244
2245                 if (loc)
2246                   {
2247                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2248                     rtx new_label = get_label_after (p);
2249
2250                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2251                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2252
2253                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2254                        we can invert P. */
2255                    if (INSN_UID (new_label) < max_uid_for_loop
2256                        && invert_jump (p, new_label))
2257                      {
2258                        rtx q, r;
2259
2260                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2261                           block after LOC.  */
2262                        squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2263                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2264
2265                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2266                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2267                             q = NEXT_INSN (q))
2268                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2269
2270                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2271                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2272                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2273                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2274                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2275                        if (JUMP_LABEL (insn))
2276                          {
2277                            for (q = 0,
2278                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2279                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2280                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2281                                {
2282                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2283                                  if (q)
2284                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2285                                  else
2286                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2287                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2288                                  break;
2289                                }
2290
2291                            /* If we didn't find it, then something is wrong. */
2292                            if (! r)
2293                              abort ();
2294                          }
2295
2296                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2297                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2298                           The easiest way to do this is to just call
2299                           mark_loop_jump again for P.  */
2300                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2301
2302                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2303                           delete INSN.  */
2304                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2305                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2306                                == next_real_insn (insn)))
2307                          delete_insn (insn);
2308                      }
2309
2310                     /* Continue the loop after where the conditional
2311                        branch used to jump, since the only branch insn
2312                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2313                        branch and hence needs no processing.  */
2314                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2315
2316                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2317                       delete_insn (cond_label);
2318                   }
2319               }
2320           }
2321       }
2322 }
2323
2324 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2325    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2326
2327    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2328
2329 static void
2330 mark_loop_jump (x, loop_num)
2331      rtx x;
2332      int loop_num;
2333 {
2334   int dest_loop;
2335   int outer_loop;
2336   int i;
2337
2338   switch (GET_CODE (x))
2339     {
2340     case PC:
2341     case USE:
2342     case CLOBBER:
2343     case REG:
2344     case MEM:
2345     case CONST_INT:
2346     case CONST_DOUBLE:
2347     case RETURN:
2348       return;
2349
2350     case CONST:
2351       /* There could be a label reference in here.  */
2352       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2353       return;
2354
2355     case PLUS:
2356     case MINUS:
2357     case MULT:
2358     case LSHIFT:
2359       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2360       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2361       return;
2362
2363     case SIGN_EXTEND:
2364     case ZERO_EXTEND:
2365       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2366       return;
2367
2368     case LABEL_REF:
2369       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2370
2371       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2372          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2373          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2374          false.  */
2375
2376       if (dest_loop != loop_num && loop_num != -1)
2377         {
2378           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
2379           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
2380           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2381         }
2382
2383       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
2384          by it, it invalidates at least one loop.  */
2385
2386       if (dest_loop == -1)
2387         return;
2388
2389       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
2390          label, except those that also contain the jump insn.  */
2391
2392       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
2393         {
2394           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
2395           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2396                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2397             if (dest_loop == outer_loop)
2398               return;
2399
2400           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
2401           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
2402             fprintf (loop_dump_stream,
2403                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
2404                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
2405           
2406           loop_invalid[dest_loop] = 1;
2407         }
2408       return;
2409
2410     case SET:
2411       /* If this is not setting pc, ignore.  */
2412       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
2413         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
2414       return;
2415
2416     case IF_THEN_ELSE:
2417       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2418       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
2419       return;
2420
2421     case PARALLEL:
2422     case ADDR_VEC:
2423       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
2424         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
2425       return;
2426
2427     case ADDR_DIFF_VEC:
2428       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
2429         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
2430       return;
2431
2432     default:
2433       /* Nothing else should occur in a JUMP_INSN.  */
2434       abort ();
2435     }
2436 }
2437 \f
2438 /* Return nonzero if there is a label in the range from
2439    insn INSN to and including the insn whose luid is END
2440    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
2441    been previously created by loop.c).  */
2442
2443 static int
2444 labels_in_range_p (insn, end)
2445      rtx insn;
2446      int end;
2447 {
2448   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
2449     {
2450       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
2451         return 1;
2452       insn = NEXT_INSN (insn);
2453     }
2454
2455   return 0;
2456 }
2457
2458 /* Record that a memory reference X is being set.  */
2459
2460 static void
2461 note_addr_stored (x)
2462      rtx x;
2463 {
2464   register int i;
2465
2466   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
2467     return;
2468
2469   /* Count number of memory writes.
2470      This affects heuristics in strength_reduce.  */
2471   num_mem_sets++;
2472
2473   if (unknown_address_altered)
2474     return;
2475
2476   for (i = 0; i < loop_store_mems_idx; i++)
2477     if (rtx_equal_p (XEXP (loop_store_mems[i], 0), XEXP (x, 0))
2478         && MEM_IN_STRUCT_P (x) == MEM_IN_STRUCT_P (loop_store_mems[i]))
2479       {
2480         /* We are storing at the same address as previously noted.  Save the
2481            wider reference, treating BLKmode as wider.  */
2482         if (GET_MODE (x) == BLKmode
2483             || (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x))
2484                 > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_store_mems[i]))))
2485           loop_store_mems[i] = x;
2486         break;
2487       }
2488
2489   if (i == NUM_STORES)
2490     unknown_address_altered = 1;
2491
2492   else if (i == loop_store_mems_idx)
2493     loop_store_mems[loop_store_mems_idx++] = x;
2494 }
2495 \f
2496 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
2497
2498    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
2499
2500    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
2501    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
2502    anything stored in `loop_store_mems'.  */
2503
2504 int
2505 invariant_p (x)
2506      register rtx x;
2507 {
2508   register int i;
2509   register enum rtx_code code;
2510   register char *fmt;
2511   int conditional = 0;
2512
2513   if (x == 0)
2514     return 1;
2515   code = GET_CODE (x);
2516   switch (code)
2517     {
2518     case CONST_INT:
2519     case CONST_DOUBLE:
2520     case SYMBOL_REF:
2521     case CONST:
2522       return 1;
2523
2524     case LABEL_REF:
2525       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
2526          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
2527          This is because each unrolled copy of the loop body will have
2528          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
2529          the address of this label into a register might get moved outside
2530          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
2531
2532          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
2533          labels.  */
2534       if (flag_unroll_loops)
2535         return 0;
2536       else
2537         return 1;
2538
2539     case PC:
2540     case CC0:
2541     case UNSPEC_VOLATILE:
2542       return 0;
2543
2544     case REG:
2545       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
2546          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
2547       if (x == frame_pointer_rtx || x == arg_pointer_rtx)
2548         return 1;
2549       if (loop_has_call
2550           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
2551         return 0;
2552       if (n_times_set[REGNO (x)] < 0)
2553         return 2;
2554       return n_times_set[REGNO (x)] == 0;
2555
2556     case MEM:
2557       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
2558          invariant if their address is.  */
2559       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
2560         break;
2561
2562       /* If we filled the table (or had a subroutine call), any location
2563          in memory could have been clobbered.  */
2564       if (unknown_address_altered
2565           /* Don't mess with volatile memory references.  */
2566           || MEM_VOLATILE_P (x))
2567         return 0;
2568
2569       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
2570       for (i = loop_store_mems_idx - 1; i >= 0; i--)
2571         if (true_dependence (loop_store_mems[i], x))
2572           return 0;
2573
2574       /* It's not invalidated by a store in memory
2575          but we must still verify the address is invariant.  */
2576       break;
2577
2578     case ASM_OPERANDS:
2579       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
2580       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2581         return 0;
2582     }
2583
2584   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2585   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2586     {
2587       if (fmt[i] == 'e')
2588         {
2589           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
2590           if (tem == 0)
2591             return 0;
2592           if (tem == 2)
2593             conditional = 1;
2594         }
2595       else if (fmt[i] == 'E')
2596         {
2597           register int j;
2598           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2599             {
2600               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
2601               if (tem == 0)
2602                 return 0;
2603               if (tem == 2)
2604                 conditional = 1;
2605             }
2606
2607         }
2608     }
2609
2610   return 1 + conditional;
2611 }
2612
2613 /* Return 1 if OTHER (a mem ref) overlaps the area of memory
2614    which is SIZE bytes starting at BASE.  */
2615
2616 int
2617 addr_overlap_p (other, base, size)
2618      rtx other;
2619      rtx base;
2620      int size;
2621 {
2622   int start = 0, end;
2623
2624   if (GET_CODE (base) == CONST)
2625     base = XEXP (base, 0);
2626   if (GET_CODE (base) == PLUS
2627       && GET_CODE (XEXP (base, 1)) == CONST_INT)
2628     {
2629       start = INTVAL (XEXP (base, 1));
2630       base = XEXP (base, 0);
2631     }
2632
2633   end = start + size;
2634   return refers_to_mem_p (other, base, start, end);
2635 }
2636 \f
2637 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
2638    are INSN and the immediately following insns,
2639    and if each of those insns sets REG in an invariant way
2640    (not counting uses of REG in them).
2641
2642    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
2643
2644    We assume that INSN itself is the first set of REG
2645    and that its source is invariant.  */
2646
2647 static int
2648 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
2649      int n_sets;
2650      rtx reg, insn;
2651 {
2652   register rtx p = insn;
2653   register int regno = REGNO (reg);
2654   rtx temp;
2655   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
2656   int count = n_sets - 1;
2657   int old = n_times_set[regno];
2658   int value = 0;
2659   int this;
2660
2661   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
2662   if (n_sets == 127)
2663     return 0;
2664
2665   n_times_set[regno] = 0;
2666
2667   while (count > 0)
2668     {
2669       register enum rtx_code code;
2670       rtx set;
2671
2672       p = NEXT_INSN (p);
2673       code = GET_CODE (p);
2674
2675       /* If library call, skip to end of of it.  */
2676       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0)))
2677         p = XEXP (temp, 0);
2678
2679       this = 0;
2680       if (code == INSN
2681           && (set = single_set (p))
2682           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
2683           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
2684         {
2685           this = invariant_p (SET_SRC (set));
2686           if (this != 0)
2687             value |= this;
2688           else if (temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, 0))
2689             {
2690               this = invariant_p (XEXP (temp, 0));
2691               if (this != 0)
2692                 value |= this;
2693             }
2694         }
2695       if (this != 0)
2696         count--;
2697       else if (code != NOTE)
2698         {
2699           n_times_set[regno] = old;
2700           return 0;
2701         }
2702     }
2703
2704   n_times_set[regno] = old;
2705   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
2706   return 1 + (value & 2);
2707 }
2708
2709 #if 0
2710 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
2711    to be moved, so we no longer test it.  */
2712
2713 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
2714    that set REG are invariant according to TABLE.  */
2715
2716 static int
2717 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
2718      rtx reg, insn;
2719      short *table;
2720 {
2721   register rtx p = insn;
2722   register int regno = REGNO (reg);
2723
2724   while (1)
2725     {
2726       register enum rtx_code code;
2727       p = NEXT_INSN (p);
2728       code = GET_CODE (p);
2729       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
2730         return 1;
2731       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
2732           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
2733           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
2734         {
2735           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
2736             return 0;
2737         }
2738     }
2739 }
2740 #endif /* 0 */
2741 \f
2742 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
2743    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
2744    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
2745
2746 static void
2747 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
2748      rtx insn;
2749      rtx x;
2750      rtx *usage;
2751 {
2752   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2753   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2754   int i, j;
2755
2756   if (code == REG)
2757     usage[REGNO (x)]
2758       = (usage[REGNO (x)] != 0 && usage[REGNO (x)] != insn)
2759         ? const0_rtx : insn;
2760
2761   else if (code == SET)
2762     {
2763       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
2764          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
2765          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
2766          for it.  */
2767       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2768         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
2769       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
2770     }
2771   else
2772     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2773       {
2774         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
2775           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
2776         else if (fmt[i] == 'E')
2777           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2778             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
2779       }
2780 }
2781 \f
2782 /* Increment N_TIMES_SET at the index of each register
2783    that is modified by an insn between FROM and TO.
2784    If the value of an element of N_TIMES_SET becomes 127 or more,
2785    stop incrementing it, to avoid overflow.
2786
2787    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
2788    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
2789    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
2790    in which case this processing is not done.
2791
2792    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
2793    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
2794
2795 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
2796    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
2797
2798 static void
2799 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
2800      register rtx from, to;
2801      char *may_not_move;
2802      rtx *single_usage;
2803      int *count_ptr;
2804      int nregs;
2805 {
2806   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
2807   register rtx insn;
2808   register int count = 0;
2809   register rtx dest;
2810
2811   bzero (last_set, nregs * sizeof (rtx));
2812   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
2813     {
2814       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2815         {
2816           ++count;
2817
2818           /* If requested, record registers that have exactly one use.  */
2819           if (single_usage)
2820             {
2821               find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
2822
2823               /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
2824               if (REG_NOTES (insn))
2825                 find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
2826             }
2827
2828           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
2829               && GET_CODE (XEXP (PATTERN (insn), 0)) == REG)
2830             /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
2831                We might do so sometimes, but it's not worth the pain.  */
2832             may_not_move[REGNO (XEXP (PATTERN (insn), 0))] = 1;
2833
2834           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2835               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
2836             {
2837               dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
2838               while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2839                      || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2840                      || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2841                      || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2842                 dest = XEXP (dest, 0);
2843               if (GET_CODE (dest) == REG)
2844                 {
2845                   register int regno = REGNO (dest);
2846                   /* If this is the first setting of this reg
2847                      in current basic block, and it was set before,
2848                      it must be set in two basic blocks, so it cannot
2849                      be moved out of the loop.  */
2850                   if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
2851                     may_not_move[regno] = 1;
2852                   /* If this is not first setting in current basic block,
2853                      see if reg was used in between previous one and this.
2854                      If so, neither one can be moved.  */
2855                   if (last_set[regno] != 0
2856                       && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
2857                     may_not_move[regno] = 1;
2858                   if (n_times_set[regno] < 127)
2859                     ++n_times_set[regno];
2860                   last_set[regno] = insn;
2861                 }
2862             }
2863           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
2864             {
2865               register int i;
2866               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
2867                 {
2868                   register rtx x = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
2869                   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
2870                     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
2871                        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
2872                     may_not_move[REGNO (XEXP (x, 0))] = 1;
2873
2874                   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
2875                     {
2876                       dest = SET_DEST (x);
2877                       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2878                              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2879                              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2880                              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2881                         dest = XEXP (dest, 0);
2882                       if (GET_CODE (dest) == REG)
2883                         {
2884                           register int regno = REGNO (dest);
2885                           if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
2886                             may_not_move[regno] = 1;
2887                           if (last_set[regno] != 0
2888                               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
2889                             may_not_move[regno] = 1;
2890                           if (n_times_set[regno] < 127)
2891                             ++n_times_set[regno];
2892                           last_set[regno] = insn;
2893                         }
2894                     }
2895                 }
2896             }
2897         }
2898       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2899         bzero (last_set, nregs * sizeof (rtx));
2900     }
2901   *count_ptr = count;
2902 }
2903 \f
2904 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
2905    and that is entered at SCAN_START,
2906    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
2907    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
2908    from the loop entry point.
2909
2910    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
2911    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
2912    from an inner loop past two loops.  */
2913
2914 static int
2915 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
2916      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
2917 {
2918   rtx reg = SET_DEST (set);
2919   rtx p;
2920
2921   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
2922      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
2923   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
2924     {
2925       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
2926           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
2927         return 1;
2928
2929       if (p == loop_end)
2930         p = loop_start;
2931     }
2932
2933   return 0;
2934 }
2935 \f
2936 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
2937    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
2938 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
2939    value is a linear function of a biv.  */
2940
2941 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
2942    Givs by `general_induct_var'.  */
2943
2944 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
2945    induction variable, and if so what type.  */
2946
2947 enum iv_mode *reg_iv_type;
2948
2949 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
2950    if register is an induction variable.  This holds general info for
2951    all induction variables.  */
2952
2953 struct induction **reg_iv_info;
2954
2955 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
2956    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
2957    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
2958    to.  */
2959
2960 struct iv_class **reg_biv_class;
2961
2962 /* The head of a list which links together (via the next field)
2963    every iv class for the current loop.  */
2964
2965 struct iv_class *loop_iv_list;
2966
2967 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
2968
2969 static rtx note_insn;
2970
2971 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
2972
2973 static rtx addr_placeholder;
2974
2975 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
2976    for the strength reduction code.  */
2977
2978 /* ??? There is one more optimization you might be interested in doing: to
2979    allocate pseudo registers for frequently-accessed memory locations.
2980    If the same memory location is referenced each time around, it might
2981    be possible to copy it into a register before and out after.
2982    This is especially useful when the memory location is a variable which
2983    is in a stack slot because somewhere its address is taken.  If the
2984    loop doesn't contain a function call and the variable isn't volatile,
2985    it is safe to keep the value in a register for the duration of the
2986    loop. One tricky thing is that the copying of the value back from the
2987    register has to be done on all exits from the loop.  You need to check that
2988    all the exits from the loop go to the same place. */
2989
2990 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
2991    bivs, may cause problems. */
2992
2993 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
2994    performance problems.
2995
2996    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
2997    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
2998    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
2999    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3000    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3001    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3002
3003 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3004    positive.  */
3005
3006 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3007    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3008    e.g. the VAX acb insn.  */
3009
3010 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3011    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3012    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3013 \f
3014 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  */
3015
3016 /* Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3017    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3018    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3019    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3020    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.  */
3021
3022 static void
3023 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3024                  loop_start, loop_end)
3025      rtx scan_start;
3026      rtx end;
3027      rtx loop_top;
3028      int insn_count;
3029      rtx loop_start;
3030      rtx loop_end;
3031 {
3032   rtx p;
3033   rtx set;
3034   rtx inc_val;
3035   rtx mult_val;
3036   rtx dest_reg;
3037   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3038      iteration.  */
3039   int not_every_iteration = 0;
3040   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3041   struct iv_class *bl, **backbl;
3042   /* Ratio of extra register life span we can justify
3043      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3044      since in that case saving an insn makes more difference
3045      and more registers are available.  */
3046   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3047   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3048   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3049   rtx *reg_map;
3050   int call_seen;
3051   rtx test;
3052   rtx end_insert_before;
3053
3054   reg_iv_type = (enum iv_mode *) alloca (max_reg_before_loop
3055                                          * sizeof (enum iv_mode *));
3056   bzero ((char *) reg_iv_type, max_reg_before_loop * sizeof (enum iv_mode *));
3057   reg_iv_info = (struct induction **)
3058     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct induction *));
3059   bzero ((char *) reg_iv_info, (max_reg_before_loop
3060                                 * sizeof (struct induction *)));
3061   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3062     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3063   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3064                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3065
3066   loop_iv_list = 0;
3067   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3068
3069   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3070      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3071      order (i.e. loop order).  */
3072
3073   end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3074
3075   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3076
3077   p = scan_start;
3078   while (1)
3079     {
3080       p = NEXT_INSN (p);
3081       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3082          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3083       if (p == scan_start)
3084         break;
3085       if (p == end)
3086         {
3087           if (loop_top != 0)
3088             p = NEXT_INSN (loop_top);
3089           else
3090             break;
3091           if (p == scan_start)
3092             break;
3093         }
3094
3095       if (GET_CODE (p) == INSN
3096           && (set = single_set (p))
3097           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3098         {
3099           dest_reg = SET_DEST (set);
3100           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3101               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3102               && reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] != NOT_BASIC_INDUCT)
3103             {
3104               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), dest_reg,
3105                                       &inc_val, &mult_val))
3106                 {
3107                   /* It is a possible basic induction variable.
3108                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3109
3110                   struct induction *v
3111                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3112
3113                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val,
3114                               not_every_iteration);
3115                   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = BASIC_INDUCT;
3116                 }
3117               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3118                 reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = NOT_BASIC_INDUCT;
3119             }
3120         }
3121
3122       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we can't count
3123          on whether or how many times they will be executed during each
3124          iteration.  */
3125       /* This code appears in three places, once in scan_loop, and twice
3126          in strength_reduce.  */
3127       if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
3128           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3129              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3130              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3131              will be executed if the loop is executed.  */
3132           && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
3133                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3134                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3135         not_every_iteration = 1;
3136
3137       /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3138          be executed each iteration: logically, the loop begins here
3139          even though the exit code has been duplicated.  */
3140
3141       else if (GET_CODE (p) == NOTE
3142                && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
3143         not_every_iteration = 0;
3144
3145       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3146          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3147          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3148          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3149
3150          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3151          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3152          will be executed each iteration.  This can also happen if we
3153          have just passed a jump, for example, when there are nested loops.  */
3154
3155       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3156           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3157         not_every_iteration = 0;
3158     }
3159
3160   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3161      Make a sanity check against n_times_set.  */
3162   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3163     {
3164       if (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3165           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3166           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3167           || n_times_set[bl->regno] != bl->biv_count
3168           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3169              move.  So leave it alone.  */
3170           || ! bl->incremented)
3171         {
3172           if (loop_dump_stream)
3173             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3174                      bl->regno,
3175                      (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3176                       ? "not induction variable"
3177                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3178                          : "count error")));
3179           
3180           reg_iv_type[bl->regno] = NOT_BASIC_INDUCT;
3181           *backbl = bl->next;
3182         }
3183       else
3184         {
3185           backbl = &bl->next;
3186
3187           if (loop_dump_stream)
3188             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3189         }
3190     }
3191
3192   /* Exit if there are no bivs.  */
3193   if (! loop_iv_list)
3194     {
3195       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3196          strength reduction info available.  */
3197       if (flag_unroll_loops)
3198         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 0);
3199
3200       return;
3201     }
3202
3203   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3204      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3205
3206   call_seen = 0;
3207   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3208     {
3209       note_insn = p;
3210
3211       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3212         call_seen = 1;
3213
3214       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3215           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3216         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3217
3218       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3219          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3220          constants and registers and only certain of those.  */
3221       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3222           && JUMP_LABEL (p) != 0
3223           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3224           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3225           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3226           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3227           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3228           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3229           && bl->init_insn == 0)
3230         {
3231           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3232           if (GET_CODE (test) == NE)
3233             {
3234               bl->init_insn = p;
3235               bl->init_set = gen_rtx (SET, VOIDmode,
3236                                       XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3237             }
3238           else
3239             bl->initial_test = test;
3240         }
3241     }
3242
3243   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3244      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3245      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3246   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3247     {
3248       rtx src;
3249
3250       if (! bl->init_insn)
3251         continue;
3252
3253       src = SET_SRC (bl->init_set);
3254
3255       if (loop_dump_stream)
3256         fprintf (loop_dump_stream,
3257                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3258                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3259
3260       if (valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3261         {
3262           bl->initial_value = src;
3263
3264           if (loop_dump_stream)
3265             {
3266               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3267                 fprintf (loop_dump_stream, "%d\n", INTVAL (src));
3268               else
3269                 {
3270                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3271                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3272                 }
3273             }
3274         }
3275       else
3276         {
3277           /* Biv initial value is not simple move,
3278              so let it keep initial value of "itself".  */
3279
3280           if (loop_dump_stream)
3281             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
3282         }
3283     }
3284
3285   /* Search the loop for general induction variables.  */
3286
3287   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
3288      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
3289
3290   not_every_iteration = 0;
3291   p = scan_start;
3292   while (1)
3293     {
3294       p = NEXT_INSN (p);
3295       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3296          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3297       if (p == scan_start)
3298         break;
3299       if (p == end)
3300         {
3301           if (loop_top != 0)
3302             p = NEXT_INSN (loop_top);
3303           else
3304             break;
3305           if (p == scan_start)
3306             break;
3307         }
3308
3309       /* Look for a general induction variable in a register.  */
3310       if (GET_CODE (p) == INSN
3311           && (set = single_set (p))
3312           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3313           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
3314         {
3315           rtx src_reg;
3316           rtx add_val;
3317           rtx mult_val;
3318           int benefit;
3319           rtx regnote = 0;
3320
3321           dest_reg = SET_DEST (set);
3322           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3323             continue;
3324
3325           if (/* SET_SRC is a giv.  */
3326               ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set),
3327                                                  &src_reg, &add_val,
3328                                                  &mult_val))
3329                /* Equivalent expression is a giv. */
3330                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, 0))
3331                    && (benefit = general_induction_var (XEXP (regnote, 0),
3332                                                         &src_reg,
3333                                                         &add_val, &mult_val))))
3334               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
3335                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
3336               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3337               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
3338               && dest_reg != src_reg
3339               /* This must be the only place where the register is set.  */
3340               && (n_times_set[REGNO (dest_reg)] == 1
3341                   /* or all sets must be consecutive and make a giv. */
3342                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
3343                                                  src_reg, dest_reg,
3344                                                  &add_val, &mult_val))))
3345             {
3346               int count;
3347               struct induction *v
3348                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3349               rtx temp;
3350
3351               /* If this is a library call, increase benefit.  */
3352               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0))
3353                 benefit += libcall_benefit (p);
3354
3355               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
3356               for (count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
3357                    count > 0; count--)
3358                 {
3359                   /* If first insn of libcall sequence, skip to end.
3360                      Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
3361                      be an insn here.  */
3362                   if (GET_CODE (p) != NOTE
3363                       && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0)))
3364                     p = XEXP (temp, 0);
3365
3366                   do p = NEXT_INSN (p);
3367                   while (GET_CODE (p) == NOTE);
3368                 }
3369
3370               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
3371                           DEST_REG, not_every_iteration, 0, loop_start,
3372                           loop_end);
3373
3374             }
3375         }
3376
3377 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
3378       /* Look for givs which are memory addresses.  */
3379       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
3380          still does.  */
3381       if (GET_CODE (p) == INSN)
3382         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
3383                        loop_end);
3384 #endif
3385
3386       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
3387          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
3388       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3389         update_giv_derive (p);
3390
3391       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we can't count
3392          on whether or how many times they will be executed during each
3393          iteration.  */
3394       /* This code appears in three places, once in scan_loop, and twice
3395          in strength_reduce.  */
3396       if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
3397           /* If we enter the loop in the middle, and scan around
3398              to the beginning, don't set not_every_iteration for that.
3399              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3400              will be executed if the loop is executed.  */
3401           && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
3402                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3403                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3404         not_every_iteration = 1;
3405
3406       /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3407          be executed each iteration: logically, the loop begins here
3408          even though the exit code has been duplicated.  */
3409
3410       else if (GET_CODE (p) == NOTE
3411                && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
3412         not_every_iteration = 0;
3413
3414       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3415          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3416          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3417          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3418
3419          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3420          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3421          will be executed each iteration.  */
3422
3423       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3424           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3425         not_every_iteration = 0;
3426     }
3427
3428   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
3429      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
3430      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
3431      fail if the iteration variable is a giv.  */
3432
3433   loop_n_iterations = loop_iterations (loop_start, loop_end);
3434
3435   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
3436      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
3437      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
3438      so that final_giv_value will work correctly.  */
3439
3440   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3441     {
3442       struct induction *v;
3443
3444       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3445         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
3446           check_final_value (v, loop_start, loop_end);
3447     }
3448
3449   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
3450      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
3451      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
3452   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start);
3453
3454   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.  */
3455   reg_map = (rtx *) alloca (max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3456   bzero ((char *) reg_map, max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3457
3458   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
3459      variable elimination.  */
3460
3461   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3462     {
3463       struct induction *v;
3464       int benefit;
3465       int all_reduced;
3466       rtx final_value = 0;
3467
3468       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
3469          provided all givs are reduced.  This is possible if either
3470          the reg is not used outside the loop, or we can compute
3471          what its final value will be.
3472
3473          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
3474          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
3475          this biv.  */
3476
3477       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
3478          We aren't concerned with any uses of the biv between
3479          init_insn and loop_start since these won't be affected
3480          by the value of the biv elsewhere in the function, so
3481          long as init_insn doesn't use the biv itself.
3482          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
3483
3484       if ((uid_luid[regno_last_uid[bl->regno]] < INSN_LUID (loop_end)
3485            && bl->init_insn
3486            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
3487            && uid_luid[regno_first_uid[bl->regno]] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
3488 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3489            && ! bl->nonneg
3490 #endif
3491            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
3492           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end))
3493 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3494               && ! bl->nonneg
3495 #endif
3496               ))
3497         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
3498                                               threshold, insn_count);
3499       else
3500         {
3501           if (loop_dump_stream)
3502             {
3503               fprintf (loop_dump_stream,
3504                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
3505                        bl->regno);
3506               fprintf (loop_dump_stream,
3507                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
3508                        regno_first_uid[bl->regno],
3509                        regno_last_uid[bl->regno]);
3510             }
3511         }
3512
3513       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
3514       combine_givs (bl);
3515
3516       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
3517          biv have been strength reduced.
3518          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
3519       all_reduced = 1;
3520
3521       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
3522          it.  Skip giv's combined with others.  */
3523       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3524         {
3525           struct induction *tv;
3526
3527           if (v->ignore || v->same)
3528             continue;
3529
3530           benefit = v->benefit;
3531
3532           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
3533              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
3534              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
3535              will often be marked non-replaceable because of the duplication
3536              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
3537              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
3538              a cost.  Similar situations exist.  */
3539           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
3540              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
3541              be necessary.  */
3542           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
3543               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
3544             benefit -= copy_cost;
3545
3546           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
3547              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
3548           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
3549
3550           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
3551              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
3552              This decision can be made independently for each giv.  */
3553
3554           /* ??? Perhaps attempt to guess whether autoincrement will handle
3555              some of the new add insns; if so, can increase BENEFIT
3556              (undo the subtraction of add_cost that was done above).  */
3557
3558           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
3559              flag, and clear all_reduced.  */
3560
3561           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count)
3562             {
3563               if (loop_dump_stream)
3564                 fprintf (loop_dump_stream,
3565                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
3566                          INSN_UID (v->insn),
3567                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
3568               v->ignore = 1;
3569               all_reduced = 0;
3570             }
3571           else
3572             {
3573               /* Check that we can increment the reduced giv without a
3574                  multiply insn.  If not, reject it.  */
3575
3576               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3577                 if (tv->mult_val == const1_rtx
3578                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
3579                   {
3580                     if (loop_dump_stream)
3581                       fprintf (loop_dump_stream,
3582                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
3583                                INSN_UID (v->insn));
3584                     v->ignore = 1;
3585                     all_reduced = 0;
3586                     break;
3587                   }
3588             }
3589         }
3590
3591       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
3592
3593       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3594         {
3595           struct induction *tv;
3596           if (! v->ignore && v->same == 0)
3597             {
3598               v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
3599
3600               /* For each place where the biv is incremented,
3601                  add an insn to increment the new, reduced reg for the giv.  */
3602               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3603                 {
3604                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
3605                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
3606                                       v->new_reg, v->new_reg, tv->insn);
3607                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
3608                     /* A multiply is acceptable here
3609                        since this is presumed to be seldom executed.  */
3610                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
3611                                       v->add_val, v->new_reg, tv->insn);
3612                 }
3613
3614               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
3615
3616               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
3617                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
3618             }
3619         }
3620
3621       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
3622          as not reduced.
3623          
3624          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
3625          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
3626          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".
3627
3628          Also check for givs whose first use is their definition and whose
3629          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
3630          dead and should not be used to eliminate a biv.  */
3631       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3632         {
3633           if (v->same && v->same->ignore)
3634             v->ignore = 1;
3635
3636           if (v->ignore)
3637             continue;
3638
3639           if (v->giv_type == DEST_REG
3640               && regno_first_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v->insn))
3641             {
3642               struct induction *v1;
3643
3644               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
3645                 if (regno_last_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v1->insn))
3646                   v->maybe_dead = 1;
3647             }
3648
3649           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
3650              replaced.  */
3651           if (v->same)
3652             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
3653                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
3654
3655           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
3656             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
3657                this giv.  */
3658             *v->location = v->new_reg;
3659           else if (v->replaceable)
3660             {
3661               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
3662
3663 #if 0
3664               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
3665                  this is unnecessary now?  */
3666
3667               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
3668                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
3669
3670                  However, especially when unrolling loops, the special
3671                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
3672                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
3673                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
3674                  We can not delete the original insn, since it may be part
3675                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
3676                  libcalls will fail if it is deleted.  */
3677               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
3678                                v->insn);
3679 #endif
3680             }
3681           else
3682             {
3683               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
3684                  the reduced giv, same as above.  */
3685               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
3686                                v->insn);
3687             }
3688
3689           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
3690              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
3691              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
3692              not replaceable.  The correct final value is the same as the
3693              value that the giv starts the reversed loop with.  */
3694           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
3695             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
3696                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
3697           else if (v->final_value)
3698             {
3699               rtx insert_before;
3700
3701               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
3702                  loop to ensure that it will always be executed no matter
3703                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
3704                  since this is slightly more efficient.  */
3705               if (loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
3706                 insert_before = loop_start;
3707               else
3708                 insert_before = end_insert_before;
3709               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
3710                                 insert_before);
3711
3712 #if 0
3713               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
3714                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
3715                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
3716                  every insn in the libcall.  Note, however, that
3717                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
3718                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
3719                  matter that the original insn remains because it is dead
3720                  anyways.  */
3721               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
3722                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
3723               delete_insn (v->insn);
3724 #endif
3725             }
3726
3727           if (loop_dump_stream)
3728             {
3729               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
3730                        INSN_UID (v->insn));
3731               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
3732               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3733             }
3734         }
3735
3736       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
3737          merit it.  */
3738
3739       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
3740          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
3741          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
3742          combined with.
3743
3744          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
3745          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
3746          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
3747          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
3748          used from the simpler giv.  */
3749
3750       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3751         if (! v->maybe_dead && v->same)
3752           v->same->maybe_dead = 0;
3753
3754       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
3755          This won't work if ! all_reduced,
3756          since the givs we planned to use might not have been reduced.
3757
3758          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
3759          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
3760          be used as a biv replacement.  
3761
3762          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
3763          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
3764          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
3765          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
3766          replace it with a comapare with a constant will fail.
3767
3768          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
3769          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
3770          doing so in the rare cases where it can occur.  */
3771
3772       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
3773           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
3774                                   threshold, insn_count))
3775
3776         {
3777           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
3778              or otherwise drop straight in, based on this test, then
3779              we might want to rewrite it also.  This way some later
3780              pass has more hope of removing the initialization of this
3781              biv entirely. */
3782
3783           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
3784              and we must emit an insn to set it just in case.
3785
3786              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
3787              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
3788              proper final value for such a biv here anyways. */
3789           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
3790             {
3791               rtx insert_before;
3792
3793               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
3794                  loop to ensure that it will always be executed no matter
3795                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
3796                  loop, since this is slightly more efficient.  */
3797               if (loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
3798                 insert_before = loop_start;
3799               else
3800                 insert_before = end_insert_before;
3801
3802               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
3803                                 end_insert_before);
3804             }
3805
3806 #if 0
3807           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
3808              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
3809              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
3810           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
3811              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
3812              will only succeed when there are multiple exits if the biv
3813              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
3814              insn remains, because it is dead anyways.  */
3815           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
3816             delete_insn (v->insn);
3817 #endif
3818
3819           if (loop_dump_stream)
3820             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
3821                      bl->regno);
3822         }
3823     }
3824
3825   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
3826      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
3827
3828   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
3829     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3830         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3831       {
3832         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
3833         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
3834       }
3835
3836   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
3837      induction variable information that strength_reduce has already
3838      collected.  */
3839   
3840   if (flag_unroll_loops)
3841     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 1);
3842
3843   if (loop_dump_stream)
3844     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3845 }
3846 \f
3847 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
3848    compared against in an initial test).
3849
3850    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
3851    the current insn and the start of the loop.
3852
3853    INSN is the insn containing X.  */
3854
3855 static int
3856 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
3857      rtx x;
3858      rtx insn;
3859      int call_seen;
3860      rtx loop_start;
3861 {
3862   if (CONSTANT_P (x))
3863     return 1;
3864
3865   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
3866      we know.  */
3867   if (GET_CODE (x) != REG
3868       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
3869     return 0;
3870
3871   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
3872      some machines, don't use any hard registers at all.  */
3873   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
3874 #ifndef SMALL_REGISTER_CLASSES
3875       && call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen
3876 #endif
3877       )
3878     return 0;
3879
3880   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
3881      loop.  */
3882   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
3883     return 0;
3884
3885   return 1;
3886 }
3887 \f
3888 /* Scan X for memory refs and check each memory address
3889    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
3890    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
3891    every loop iteration.  */
3892
3893 static void
3894 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
3895      rtx x;
3896      rtx insn;
3897      int not_every_iteration;
3898      rtx loop_start, loop_end;
3899 {
3900   register int i, j;
3901   register enum rtx_code code;
3902   register char *fmt;
3903
3904   if (x == 0)
3905     return;
3906
3907   code = GET_CODE (x);
3908   switch (code)
3909     {
3910     case REG:
3911     case CONST_INT:
3912     case CONST:
3913     case CONST_DOUBLE:
3914     case SYMBOL_REF:
3915     case LABEL_REF:
3916     case PC:
3917     case CC0:
3918     case ADDR_VEC:
3919     case ADDR_DIFF_VEC:
3920     case USE:
3921     case CLOBBER:
3922       return;
3923
3924     case MEM:
3925       {
3926         rtx src_reg;
3927         rtx add_val;
3928         rtx mult_val;
3929         int benefit;
3930
3931         benefit = general_induction_var (XEXP (x, 0),
3932                                          &src_reg, &add_val, &mult_val);
3933
3934         /* Don't make a DEST_ADDR giv with mult_val == 1 && add_val == 0.
3935            Such a giv isn't useful.  */
3936         if (benefit > 0 && (mult_val != const1_rtx || add_val != const0_rtx))
3937           {
3938             /* Found one; record it.  */
3939             struct induction *v
3940               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
3941
3942             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
3943                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
3944                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
3945
3946             v->mem_mode = GET_MODE (x);
3947           }
3948         return;
3949       }
3950     }
3951
3952   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
3953
3954   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3955   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3956     if (fmt[i] == 'e')
3957       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
3958                      loop_end);
3959     else if (fmt[i] == 'E')
3960       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3961         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
3962                        loop_start, loop_end);
3963 }
3964 \f
3965 /* Fill in the data about one biv update.
3966    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
3967    allocated by the caller, with alloca.)
3968    INSN is the insn that sets it.
3969    DEST_REG is the biv's reg.
3970
3971    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
3972    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
3973    being set to INC_VAL.  */
3974
3975 static void
3976 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, not_every_iteration)
3977      struct induction *v;
3978      rtx insn;
3979      rtx dest_reg;
3980      rtx inc_val;
3981      rtx mult_val;
3982      int not_every_iteration;
3983 {
3984   struct iv_class *bl;
3985
3986   v->insn = insn;
3987   v->src_reg = dest_reg;
3988   v->dest_reg = dest_reg;
3989   v->mult_val = mult_val;
3990   v->add_val = inc_val;
3991   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
3992   v->always_computable = ! not_every_iteration;
3993
3994   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
3995      if this is the first incrementation of the reg.  */
3996
3997   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
3998   if (bl == 0)
3999     {
4000       /* Create and initialize new iv_class.  */
4001
4002       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
4003
4004       bl->regno = REGNO (dest_reg);
4005       bl->biv = 0;
4006       bl->giv = 0;
4007       bl->biv_count = 0;
4008       bl->giv_count = 0;
4009
4010       /* Set initial value to the reg itself.  */
4011       bl->initial_value = dest_reg;
4012       /* We haven't seen the intializing insn yet */
4013       bl->init_insn = 0;
4014       bl->init_set = 0;
4015       bl->initial_test = 0;
4016       bl->incremented = 0;
4017       bl->eliminable = 0;
4018       bl->nonneg = 0;
4019       bl->reversed = 0;
4020
4021       /* Add this class to loop_iv_list.  */
4022       bl->next = loop_iv_list;
4023       loop_iv_list = bl;
4024
4025       /* Put it in the array of biv register classes.  */
4026       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
4027     }
4028
4029   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
4030   v->next_iv = bl->biv;
4031   bl->biv = v;
4032   bl->biv_count++;
4033   if (mult_val == const1_rtx)
4034     bl->incremented = 1;
4035
4036   if (loop_dump_stream)
4037     {
4038       fprintf (loop_dump_stream,
4039                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
4040                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4041       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
4042         fprintf (loop_dump_stream, " const = %d\n",
4043                  INTVAL (inc_val));
4044       else
4045         {
4046           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
4047           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
4048           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4049         }
4050     }
4051 }
4052 \f
4053 /* Fill in the data about one giv.
4054    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
4055    allocated by the caller, with alloca.)
4056    INSN is the insn that sets it.
4057    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
4058    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
4059    into a register or is used as a memory address.
4060
4061    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
4062    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
4063    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
4064    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
4065
4066 static void
4067 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4068             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
4069      struct induction *v;
4070      rtx insn;
4071      rtx src_reg;
4072      rtx dest_reg;
4073      rtx mult_val, add_val;
4074      int benefit;
4075      enum g_types type;
4076      int not_every_iteration;
4077      rtx *location;
4078      rtx loop_start, loop_end;
4079 {
4080   struct induction *b;
4081   struct iv_class *bl;
4082   rtx set = single_set (insn);
4083   rtx p;
4084
4085   v->insn = insn;
4086   v->src_reg = src_reg;
4087   v->giv_type = type;
4088   v->dest_reg = dest_reg;
4089   v->mult_val = mult_val;
4090   v->add_val = add_val;
4091   v->benefit = benefit;
4092   v->location = location;
4093   v->cant_derive = 0;
4094   v->combined_with = 0;
4095   v->maybe_dead = 0;
4096   v->derive_adjustment = 0;
4097   v->same = 0;
4098   v->ignore = 0;
4099   v->new_reg = 0;
4100   v->final_value = 0;
4101
4102   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
4103      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
4104      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
4105      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
4106      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
4107      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
4108      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
4109
4110   if (type == DEST_ADDR)
4111     v->always_computable = 1;
4112   else
4113     v->always_computable = ! not_every_iteration;
4114
4115   if (type == DEST_ADDR)
4116     {
4117       v->mode = GET_MODE (*location);
4118       v->lifetime = 1;
4119       v->times_used = 1;
4120     }
4121   else /* type == DEST_REG */
4122     {
4123       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
4124
4125       v->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]]
4126                      - uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]]);
4127
4128       v->times_used = n_times_used[REGNO (dest_reg)];
4129
4130       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
4131          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
4132          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated. */
4133       if (v->lifetime == 0)
4134         v->ignore = 1;
4135
4136       reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
4137       reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
4138     }
4139
4140   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
4141
4142   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
4143   if (bl)
4144     {
4145       v->next_iv = bl->giv;
4146       bl->giv = v;
4147       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
4148          insns that calculate givs.  */
4149       if (type == DEST_REG)
4150         bl->giv_count++;
4151       bl->total_benefit += benefit;
4152     }
4153   else
4154     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
4155     abort ();
4156
4157   if (type == DEST_ADDR)
4158     v->replaceable = 1;
4159   else
4160     {
4161       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4162          of the following conditions are true:
4163          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4164            on which the giv is used at all
4165            (there are two ways to deduce this:
4166             either the insn is executed on every iteration,
4167             or all uses follow that insn in the same basic block),
4168          - the giv is not used outside the loop
4169          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4170
4171       if (regno_first_uid[REGNO (dest_reg)] == INSN_UID (insn)
4172           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
4173           && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]] < INSN_LUID (loop_end)
4174           && (! not_every_iteration
4175               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
4176         {
4177           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
4178              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
4179
4180           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
4181              and last use of the giv.
4182              
4183              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
4184              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
4185              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
4186              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
4187              useful as a biv, because it is used in two different loops.
4188              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
4189              using this biv anyways.  */
4190
4191           v->replaceable = 1;
4192           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4193             {
4194               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
4195                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4196                        >= uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]])
4197                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4198                           <= uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]])))
4199                 {
4200                   v->replaceable = 0;
4201                   v->not_replaceable = 1;
4202                   break;
4203                 }
4204             }
4205
4206           /* Check each insn between the first and last use of the giv,
4207              and fail if any of them are branches that jump to a named label
4208              outside this range, but still inside the loop.  This catches
4209              cases of spaghetti code where the execution order of insns
4210              is not linear, and hence the above test fails.  For example,
4211              in the following code, j is not replaceable:
4212              for (i = 0; i < 100; )      {
4213              L0:        j = 4*i; goto L1;
4214              L2:        k = j;   goto L3;
4215              L1:        i++;     goto L2;
4216              L3:        ;        }
4217              printf ("k = %d\n", k); }
4218              This test is conservative, but this test succeeds rarely enough
4219              that it isn't a problem.  See also check_final_value below.  */
4220
4221           if (v->replaceable)
4222             for (p = insn;
4223                  INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
4224                  || INSN_LUID (p) < uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]];
4225                  p = NEXT_INSN (p))
4226               {
4227                 if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
4228                     && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
4229                     && ((INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start)
4230                          && (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p))
4231                              < uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]]))
4232                         || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end)
4233                             && (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p))
4234                                 > uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]]))))
4235                   {
4236                     v->replaceable = 0;
4237                     v->not_replaceable = 1;
4238
4239                     if (loop_dump_stream)
4240                       fprintf (loop_dump_stream,
4241                                "Found branch outside giv lifetime.\n");
4242
4243                     break;
4244                   }
4245               }
4246         }
4247       else
4248         {
4249           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
4250              decide.  */
4251           v->replaceable = 0;
4252           v->not_replaceable = 0;
4253         }
4254     }
4255
4256   if (loop_dump_stream)
4257     {
4258       if (type == DEST_REG)
4259         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
4260                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4261       else
4262         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
4263                  INSN_UID (insn));
4264
4265       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
4266                REGNO (src_reg), v->benefit);
4267       fprintf (loop_dump_stream, " used %d lifetime %d",
4268                v->times_used, v->lifetime);
4269
4270       if (v->replaceable)
4271         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
4272
4273       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
4274         fprintf (loop_dump_stream, " mult %d",
4275                  INTVAL (mult_val));
4276       else
4277         {
4278           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
4279           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
4280         }
4281
4282       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
4283         fprintf (loop_dump_stream, " add %d",
4284                  INTVAL (add_val));
4285       else
4286         {
4287           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
4288           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
4289         }
4290     }
4291
4292   if (loop_dump_stream)
4293     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4294
4295 }
4296
4297
4298 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
4299    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
4300    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
4301    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
4302    have been identified.  */
4303
4304 static void
4305 check_final_value (v, loop_start, loop_end)
4306      struct induction *v;
4307      rtx loop_start, loop_end;
4308 {
4309   struct iv_class *bl;
4310   rtx final_value = 0;
4311   rtx tem;
4312
4313   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
4314
4315   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
4316      replaceable above in record_giv.  */
4317
4318   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4319      of the following conditions are true:
4320      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4321        on which the giv is used at all
4322        (there are two ways to deduce this:
4323         either the insn is executed on every iteration,
4324         or all uses follow that insn in the same basic block),
4325      - its final value can be calculated (this condition is different
4326        than the one above in record_giv)
4327      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4328
4329 #if 0
4330   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
4331   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
4332   v->replaceable = 0;
4333 #endif
4334
4335   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end))
4336       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
4337     {
4338       int biv_increment_seen = 0;
4339       rtx p = v->insn;
4340       rtx last_giv_use;
4341
4342       v->replaceable = 1;
4343
4344       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
4345          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
4346          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
4347          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
4348
4349       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
4350          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
4351          that sets the giv, and search around the loop until we come
4352          back to that insn again.
4353
4354          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
4355          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
4356          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
4357          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
4358          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
4359          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
4360          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
4361
4362       last_giv_use = v->insn;
4363
4364       while (1)
4365         {
4366           p = NEXT_INSN (p);
4367           if (p == loop_end)
4368             p = NEXT_INSN (loop_start);
4369           if (p == v->insn)
4370             break;
4371
4372           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4373               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4374             {
4375               if (biv_increment_seen)
4376                 {
4377                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4378                     {
4379                       v->replaceable = 0;
4380                       v->not_replaceable = 1;
4381                       break;
4382                     }
4383                 }
4384               else if (GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
4385                        && SET_DEST (PATTERN (p)) == v->src_reg)
4386                 biv_increment_seen = 1;
4387               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4388                 last_giv_use = p;
4389             }
4390         }
4391       
4392       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
4393          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
4394          replaceable.  */
4395
4396       if (v->replaceable)
4397         {
4398           p = v->insn;
4399           while (1)
4400             {
4401               p = NEXT_INSN (p);
4402               if (p == loop_end)
4403                 p = NEXT_INSN (loop_start);
4404               if (p == last_giv_use)
4405                 break;
4406
4407               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
4408                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
4409                   && ((INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (v->insn)
4410                        && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start))
4411                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (last_giv_use)
4412                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end))))
4413                 {
4414                   v->replaceable = 0;
4415                   v->not_replaceable = 1;
4416
4417                   if (loop_dump_stream)
4418                     fprintf (loop_dump_stream,
4419                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
4420
4421                   break;
4422                 }
4423             }
4424         }
4425
4426       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
4427       if (v->replaceable)
4428         v->final_value = final_value;
4429     }
4430
4431   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
4432     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
4433              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
4434 }
4435 \f
4436 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
4437
4438    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
4439    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
4440    another giv.
4441
4442    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
4443    derive another giv once a label has been passed.
4444
4445    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
4446
4447 static void
4448 update_giv_derive (p)
4449      rtx p;
4450 {
4451   struct iv_class *bl;
4452   struct induction *biv, *giv;
4453   rtx tem;
4454   int dummy;
4455
4456   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
4457
4458      There are two cases we are concerned with.  First we have the situation
4459      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
4460      derive any givs after a label is passed.
4461
4462      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
4463      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
4464      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
4465      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
4466      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
4467      sub-cases within this case.
4468
4469      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
4470      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
4471      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
4472      this extra tracking doesn't seem worth it).
4473
4474      If this is a giv update, we must adjust the giv status to show that a
4475      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
4476      the giv cannot derive further givs.  */
4477
4478   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4479     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
4480       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || biv->insn == p)
4481         {
4482           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
4483             {
4484               /* If cant_derive is already true, there is no point in
4485                  checking all of these conditions again.  */
4486               if (giv->cant_derive)
4487                 continue;
4488
4489               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
4490                  it cannot derive anything.  */
4491               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
4492                 giv->cant_derive = 1;
4493
4494               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
4495                  they are really invariants.  Also skip those that are
4496                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
4497                  any biv update.  */
4498               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
4499                 continue;
4500
4501               /* The only way we can allow this giv to derive another
4502                  is if this is a biv increment and we can form the product
4503                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
4504                  be able to compute a compensation.  */
4505               else if (biv->insn == p)
4506                 {
4507                   if (biv->mult_val == const1_rtx
4508                       && (tem = simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, giv->mode,
4509                                                             biv->add_val,
4510                                                             giv->mult_val),
4511                                                    &dummy)))
4512                     giv->derive_adjustment = tem;
4513                   else
4514                     giv->cant_derive = 1;
4515                 }
4516               else if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
4517                 giv->cant_derive = 1;
4518             }
4519         }
4520 }
4521 \f
4522 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
4523    X is the source of the insn.
4524    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
4525    We accept patterns of these forms:
4526      REG = REG + INVARIANT
4527      REG = INVARIANT + REG
4528      REG = REG - CONSTANT
4529
4530    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
4531    and store the additive term into *INC_VAL.
4532
4533    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
4534    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
4535
4536    Otherwise we return 0.  */
4537
4538 static int
4539 basic_induction_var (x, dest_reg, inc_val, mult_val)
4540      register rtx x;
4541      rtx dest_reg;
4542      rtx *inc_val;
4543      rtx *mult_val;
4544 {
4545   register enum rtx_code code;
4546   rtx arg;
4547
4548   code = GET_CODE (x);
4549   switch (code)
4550     {
4551     case PLUS:
4552       if (XEXP (x, 0) == dest_reg)
4553         arg = XEXP (x, 1);
4554       else if (XEXP (x, 1) == dest_reg)
4555         arg = XEXP (x, 0);
4556       else
4557         return 0;
4558
4559       if (invariant_p (arg) != 1)
4560         return 0;
4561
4562       *inc_val = arg;
4563       *mult_val = const1_rtx;
4564       return 1;
4565
4566     case MINUS:
4567       if (XEXP (x, 0) == dest_reg
4568           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
4569         *inc_val = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
4570                             - INTVAL (XEXP (x, 1)));
4571       else
4572         return 0;
4573
4574       *mult_val = const1_rtx;
4575       return 1;
4576
4577       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
4578          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
4579          as a biv of the outer loop,
4580          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
4581     case MEM:
4582     case REG:
4583       if (invariant_p (x) != 1)
4584         return 0;
4585     case CONST_INT:
4586     case SYMBOL_REF:
4587     case CONST:
4588       if (loops_enclosed == 1)
4589         {
4590           *inc_val = x;
4591           *mult_val = const0_rtx;
4592           return 1;
4593         }
4594       else
4595         return 0;
4596
4597     default:
4598       return 0;
4599     }
4600 }
4601 \f
4602 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
4603    function   of a basic induction variable,
4604    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
4605    The coefficients can be any loop invariant quantity.
4606    A giv need not be computed directly from the biv;
4607    it can be computed by way of other givs.  */
4608
4609 /* Determine whether X computes a giv.
4610    If it does, return a nonzero value
4611      which is the benefit from eliminating the computation of X;
4612    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
4613    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
4614      such that the value of X is biv * mult + add;  */
4615
4616 static int
4617 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val)
4618      rtx x;
4619      rtx *src_reg;
4620      rtx *add_val;
4621      rtx *mult_val;
4622 {
4623   rtx orig_x = x;
4624   int benefit = 0;
4625   char *storage;
4626
4627   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
4628   if (invariant_p (x) == 1)
4629     return 0;
4630
4631   /* See if the expression could be a giv and get its form.
4632      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
4633   storage = (char *) oballoc (0);
4634   x = simplify_giv_expr (x, &benefit);
4635   if (x == 0)
4636     {
4637       obfree (storage);
4638       return 0;
4639     }
4640
4641   switch (GET_CODE (x))
4642     {
4643     case USE:
4644     case CONST_INT:
4645       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
4646          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
4647          with.  */
4648       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
4649       *mult_val = const0_rtx;
4650       *add_val = x;
4651       break;
4652
4653     case REG:
4654       /* This is equivalent to a BIV.  */
4655       *src_reg = x;
4656       *mult_val = const1_rtx;
4657       *add_val = const0_rtx;
4658       break;
4659
4660     case PLUS:
4661       /* Either (plus (biv) (invar)) or
4662          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
4663       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
4664         {
4665           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
4666           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
4667         }
4668       else
4669         {
4670           *src_reg = XEXP (x, 0);
4671           *mult_val = const1_rtx;
4672         }
4673       *add_val = XEXP (x, 1);
4674       break;
4675
4676     case MULT:
4677       /* ADD_VAL is zero.  */
4678       *src_reg = XEXP (x, 0);
4679       *mult_val = XEXP (x, 1);
4680       *add_val = const0_rtx;
4681       break;
4682
4683     default:
4684       abort ();
4685     }
4686
4687   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
4688      unless they are CONST_INT).  */
4689   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
4690     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
4691   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
4692     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
4693
4694   benefit += rtx_cost (orig_x);
4695
4696   /* Always return some benefit if this is a giv so it will be detected
4697      as such.  This allows elimination of bivs that might otherwise
4698      not be eliminated.  */
4699   return benefit == 0 ? 1 : benefit;
4700 }
4701 \f
4702 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
4703    We will canonicalize it to be of the form
4704         (plus (mult (BIV) (invar_1))
4705               (invar_2))
4706    with possibile degeneracies.
4707
4708    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
4709    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
4710    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
4711    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
4712
4713    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
4714    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
4715    returns 0.
4716
4717    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
4718    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
4719
4720    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
4721
4722 static rtx
4723 simplify_giv_expr (x, benefit)
4724      rtx x;
4725      int *benefit;
4726 {
4727   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
4728   rtx arg0, arg1;
4729   rtx tem;
4730
4731   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
4732      mode, this can't be a giv.  */
4733   if (mode != VOIDmode
4734       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
4735           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_INT))
4736     return 0;
4737
4738   switch (GET_CODE (x))
4739     {
4740     case PLUS:
4741       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
4742       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
4743       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
4744         return 0;
4745
4746       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
4747       if ((GET_CODE (arg0) == USE
4748            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
4749           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
4750         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
4751
4752       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
4753       if (arg1 == const0_rtx)
4754         return arg0;
4755       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
4756         switch (GET_CODE (arg0))
4757           {
4758           case CONST_INT:
4759           case USE:
4760             /* Both invariant.  Only valid if sum is machine operand.
4761                First strip off possible USE on first operand.  */
4762             if (GET_CODE (arg0) == USE)
4763               arg0 = XEXP (arg0, 0);
4764
4765             tem = 0;
4766             if (CONSTANT_P (arg0) && GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
4767               {
4768                 tem = plus_constant (arg0, INTVAL (arg1));
4769                 if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
4770                   tem = gen_rtx (USE, mode, tem);
4771               }
4772
4773             return tem;
4774
4775           case REG:
4776           case MULT:
4777             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
4778             return gen_rtx (PLUS, mode, arg0, arg1);
4779
4780           case PLUS:
4781             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
4782             return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4783                                                XEXP (arg0, 0),
4784                                                gen_rtx (PLUS, mode,
4785                                                         XEXP (arg0, 1), arg1)),
4786                                       benefit);
4787
4788           default:
4789             abort ();
4790           }
4791
4792       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
4793          MULT to reduce cases.  */
4794       if (GET_CODE (arg0) == REG)
4795         arg0 = gen_rtx (MULT, mode, arg0, const1_rtx);
4796       if (GET_CODE (arg1) == REG)
4797         arg1 = gen_rtx (MULT, mode, arg1, const1_rtx);
4798
4799       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
4800          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
4801          Recurse to associate the second PLUS.  */
4802       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
4803         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
4804
4805       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
4806           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4807                                              gen_rtx (PLUS, mode,
4808                                                       arg0, XEXP (arg1, 0)),
4809                                              XEXP (arg1, 1)),
4810                                     benefit);
4811
4812       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
4813       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
4814         abort ();
4815
4816       if (XEXP (arg0, 0) != XEXP (arg1, 0))
4817         return 0;
4818
4819       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
4820                                          XEXP (arg0, 0),
4821                                          gen_rtx (PLUS, mode,
4822                                                   XEXP (arg0, 1),
4823                                                   XEXP (arg1, 1))),
4824                                 benefit);
4825
4826     case MINUS:
4827       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)". */
4828       return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4829                                          XEXP (x, 0),
4830                                          gen_rtx (MULT, mode,
4831                                                   XEXP (x, 1),
4832                                                   gen_rtx (CONST_INT,
4833                                                            VOIDmode, -1))),
4834                                 benefit);
4835
4836     case MULT:
4837       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
4838       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
4839       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
4840         return 0;
4841
4842       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
4843       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
4844           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
4845         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
4846
4847       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
4848       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
4849         return 0;
4850
4851       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
4852       if (arg1 == const0_rtx)
4853         return const0_rtx;
4854
4855       else if (arg1 == const1_rtx)
4856         return arg0;
4857
4858       switch (GET_CODE (arg0))
4859         {
4860         case REG:
4861           /* biv * invar.  Done.  */
4862           return gen_rtx (MULT, mode, arg0, arg1);
4863
4864         case CONST_INT:
4865           /* Product of two constants.  */
4866           return gen_rtx (CONST_INT, mode, INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
4867
4868         case USE:
4869           /* invar * invar.  Not giv. */
4870           return 0;
4871
4872         case MULT:
4873           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
4874           return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
4875                                              XEXP (arg0, 0),
4876                                              gen_rtx (MULT, mode,
4877                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
4878                                     benefit);
4879
4880         case PLUS:
4881           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
4882           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4883                                              gen_rtx (MULT, mode,
4884                                                       XEXP (arg0, 0), arg1),
4885                                              gen_rtx (MULT, mode,
4886                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
4887                                     benefit);
4888
4889         default:
4890           abort ();
4891         }
4892
4893     case ASHIFT:
4894     case LSHIFT:
4895       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
4896       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
4897         return 0;
4898
4899       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
4900                                          XEXP (x, 0),
4901                                          gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
4902                                                   1 << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
4903                                 benefit);
4904
4905     case NEG:
4906       /* "-a" is "a * (-1)" */
4907       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
4908                                          XEXP (x, 0),
4909                                          gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, -1)),
4910                                 benefit);
4911
4912     case NOT:
4913       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
4914       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MINUS, mode,
4915                                          gen_rtx (NEG, mode, XEXP (x, 0)),
4916                                          const1_rtx),
4917                                 benefit);
4918
4919     case USE:
4920       /* Already in proper form for invariant.  */
4921       return x;
4922
4923     case REG:
4924       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
4925       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
4926         return 0;
4927
4928       /* Check for biv or giv.  */
4929       switch (reg_iv_type[REGNO (x)])
4930         {
4931         case BASIC_INDUCT:
4932           return x;
4933         case GENERAL_INDUCT:
4934           {
4935             struct induction *v = reg_iv_info[REGNO (x)];
4936
4937             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
4938                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
4939             *benefit += v->benefit;
4940             if (v->cant_derive)
4941               return 0;
4942
4943             tem = gen_rtx (PLUS, mode, gen_rtx (MULT, mode,
4944                                                 v->src_reg, v->mult_val),
4945                            v->add_val);
4946             if (v->derive_adjustment)
4947               tem = gen_rtx (MINUS, mode, tem, v->derive_adjustment);
4948             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
4949           }
4950         }
4951
4952       /* Fall through to general case.  */
4953     default:
4954       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
4955          Otherwise, not giv.  */
4956       if (GET_CODE (x) == USE)
4957         x = XEXP (x, 0);
4958
4959       if (invariant_p (x) == 1)
4960         {
4961           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
4962             return x;
4963           else
4964             return gen_rtx (USE, mode, x);
4965         }
4966       else
4967         return 0;
4968     }
4969 }
4970 \f
4971 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
4972    for example,
4973       giv = biv * M
4974       giv = giv + A
4975    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
4976    we check that all other insns that set the same register follow
4977    immediately after P, that they alter nothing else,
4978    and that the result of the last is still a giv.
4979
4980    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
4981    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
4982    all the consecutive insns that compute the value.
4983
4984    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
4985    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
4986
4987    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
4988    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
4989
4990 static int
4991 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
4992                  add_val, mult_val)
4993      int first_benefit;
4994      rtx p;
4995      rtx src_reg;
4996      rtx dest_reg;
4997      rtx *add_val;
4998      rtx *mult_val;
4999 {
5000   int count;
5001   enum rtx_code code;
5002   int benefit;
5003   rtx temp;
5004   rtx set;
5005
5006   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
5007      each insn of the multi-insn sequence. 
5008
5009      This induction structure will be used only by the call to
5010      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
5011      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
5012      a new induction structure.  */
5013   struct induction *v
5014     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
5015   v->src_reg = src_reg;
5016   v->mult_val = *mult_val;
5017   v->add_val = *add_val;
5018   v->benefit = first_benefit;
5019   v->cant_derive = 0;
5020   v->derive_adjustment = 0;
5021
5022   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
5023   reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
5024
5025   count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
5026
5027   while (count > 0)
5028     {
5029       p = NEXT_INSN (p);
5030       code = GET_CODE (p);
5031
5032       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
5033       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0)))
5034         p = XEXP (temp, 0);
5035
5036       if (code == INSN
5037           && (set = single_set (p))
5038           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5039           && SET_DEST (set) == dest_reg
5040           && ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
5041                                                 add_val, mult_val))
5042               /* Giv created by equivalent expression.  */
5043               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, 0))
5044                   && (benefit = general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
5045                                                        add_val, mult_val))))
5046           && src_reg == v->src_reg)
5047         {
5048           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0))
5049             benefit += libcall_benefit (p);
5050
5051           count--;
5052           v->mult_val = *mult_val;
5053           v->add_val = *add_val;
5054           v->benefit = benefit;
5055         }
5056       else if (code != NOTE)
5057         {
5058           /* Allow insns that set something other than this giv to a
5059              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
5060              include long constants and should not disqualify a giv.  */
5061           if (code == INSN
5062               && (set = single_set (p))
5063               && SET_DEST (set) != dest_reg
5064               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
5065             continue;
5066
5067           reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = UNKNOWN_INDUCT;
5068           return 0;
5069         }
5070     }
5071
5072   return v->benefit;
5073 }
5074 \f
5075 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
5076    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
5077    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
5078
5079    To perform the computation, we note that
5080         G1 = a * v + b          and
5081         G2 = c * v + d
5082    where `v' is the biv.
5083
5084    So G2 = (c/a) * G1 + (d - b*c/a)  */
5085
5086 #ifdef ADDRESS_COST
5087 static rtx
5088 express_from (g1, g2)
5089      struct induction *g1, *g2;
5090 {
5091   rtx mult, add;
5092
5093   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
5094      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
5095      for notation) is also an integer.  */
5096   if (GET_CODE (g1->mult_val) != CONST_INT
5097       || GET_CODE (g2->mult_val) != CONST_INT
5098       || GET_CODE (g1->add_val) != CONST_INT
5099       || g1->mult_val == const0_rtx
5100       || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
5101     return 0;
5102
5103   mult = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
5104                   INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
5105   add = plus_constant (g2->add_val, - INTVAL (g1->add_val) * INTVAL (mult));
5106
5107   /* Form simplified final result.  */
5108   if (mult == const0_rtx)
5109     return add;
5110   else if (mult == const1_rtx)
5111     mult = g1->dest_reg;
5112   else
5113     mult = gen_rtx (MULT, g2->mode, g1->dest_reg, mult);
5114
5115   if (add == const0_rtx)
5116     return mult;
5117   else
5118     return gen_rtx (PLUS, g2->mode, mult, add);
5119 }
5120 #endif
5121 \f
5122 /* Return 1 if giv G2 can be combined with G1.  This means that G2 can use
5123    (either directly or via an address expression) a register used to represent
5124    G1.  Set g2->new_reg to a represtation of G1 (normally just
5125    g1->dest_reg).  */
5126
5127 static int
5128 combine_givs_p (g1, g2)
5129      struct induction *g1, *g2;
5130 {
5131   rtx tem;
5132
5133   /* If these givs are identical, they can be combined.  */
5134   if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val)
5135       && rtx_equal_p (g1->add_val, g2->add_val))
5136     {
5137       g2->new_reg = g1->dest_reg;
5138       return 1;
5139     }
5140
5141 #ifdef ADDRESS_COST
5142   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
5143      as an address and no more expensive than using a register for G2,
5144      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
5145   if (g2->giv_type == DEST_ADDR
5146       && (tem = express_from (g1, g2)) != 0
5147       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
5148       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location))
5149     {
5150       g2->new_reg = tem;
5151       return 1;
5152     }
5153 #endif
5154
5155   return 0;
5156 }
5157 \f
5158 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
5159    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
5160    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
5161    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
5162
5163 static void
5164 combine_givs (bl)
5165      struct iv_class *bl;
5166 {
5167   struct induction *g1, *g2;
5168   int pass;
5169
5170   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
5171     for (pass = 0; pass <= 1; pass++)
5172       for (g2 = bl->giv; g2; g2 = g2->next_iv)
5173         if (g1 != g2
5174             /* First try to combine with replaceable givs, then all givs. */
5175             && (g1->replaceable || pass == 1)
5176             /* If either has already been combined or is to be ignored, can't
5177                combine.  */
5178             && ! g1->ignore && ! g2->ignore && ! g1->same && ! g2->same
5179             /* If something has been based on G2, G2 cannot itself be based
5180                on something else.  */
5181             && ! g2->combined_with
5182             && combine_givs_p (g1, g2))
5183           {
5184             /* g2->new_reg set by `combine_givs_p'  */
5185             g2->same = g1;
5186             g1->combined_with = 1;
5187             g1->benefit += g2->benefit;
5188             /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
5189                of finding replaceable giv's, and hence this code may no
5190                longer be necessary.  */
5191             if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
5192               g1->benefit -= copy_cost;
5193             g1->lifetime += g2->lifetime;
5194             g1->times_used += g2->times_used;
5195
5196             if (loop_dump_stream)
5197               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d combined with giv at %d\n",
5198                        INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
5199           }
5200 }
5201 \f
5202 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
5203
5204 void
5205 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
5206      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
5207      rtx m;          /* multiplicative constant */
5208      rtx a;          /* additive constant */
5209      rtx reg;        /* destination register */
5210      rtx insert_before;
5211 {
5212   rtx seq;
5213   rtx result;
5214
5215   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
5216   a = copy_rtx (a);
5217   b = copy_rtx (b);
5218
5219   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code. */
5220   update_reg_last_use (a, insert_before);
5221   update_reg_last_use (b, insert_before);
5222   update_reg_last_use (m, insert_before);
5223
5224   start_sequence ();
5225   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
5226   if (reg != result)
5227     emit_move_insn (reg, result);
5228   seq = gen_sequence ();
5229   end_sequence ();
5230
5231   emit_insn_before (seq, insert_before);
5232 }
5233 \f
5234 /* Test whether A * B can be computed without
5235    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
5236
5237 static int
5238 product_cheap_p (a, b)
5239      rtx a;
5240      rtx b;
5241 {
5242   int i;
5243   rtx tmp;
5244   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
5245   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
5246   int win = 1;
5247
5248   /* If only one is constant, make it B. */
5249   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5250     tmp = a, a = b, b = tmp;
5251
5252   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
5253   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5254     return 1;
5255
5256   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
5257   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
5258     return 0;
5259
5260   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
5261      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
5262      of insns is generated.  */
5263
5264   rtl_obstack = &temp_obstack;
5265   start_sequence ();
5266   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, 0, 0);
5267   tmp = gen_sequence ();
5268   end_sequence ();
5269
5270   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
5271     {
5272       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
5273         win = 1;
5274       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
5275         win = 0;
5276       else
5277         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
5278           {
5279             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
5280
5281             if (GET_CODE (insn) != INSN
5282                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
5283                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
5284                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
5285                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
5286                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
5287               {
5288                 win = 0;
5289                 break;
5290               }
5291           }
5292     }
5293   else if (GET_CODE (tmp) == SET
5294            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
5295     win = 0;
5296   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
5297            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
5298            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
5299     win = 0;
5300
5301   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
5302      allocation to its normal obstack.  */
5303   obstack_free (&temp_obstack, storage);
5304   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
5305
5306   return win;
5307 }
5308 \f
5309 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
5310    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
5311    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
5312    to see if the optimization can be performed.
5313    Value is nonzero if optimization was performed.  */
5314
5315 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
5316    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
5317    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
5318    faster than one that increments from zero.  */
5319
5320 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
5321    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
5322    final_[bg]iv_value.  */
5323
5324 static int
5325 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start)
5326      rtx loop_end;
5327      int insn_count;
5328      rtx loop_start;
5329 {
5330   struct iv_class *bl;
5331   rtx reg;
5332   rtx jump_label;
5333   rtx final_value;
5334   rtx start_value;
5335   enum rtx_code branch_code;
5336   rtx new_add_val;
5337   rtx comparison;
5338   rtx before_comparison;
5339   rtx p;
5340
5341   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
5342      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
5343
5344   comparison = get_condition_for_loop (PREV_INSN (loop_end));
5345   if (comparison == 0)
5346     return 0;
5347
5348   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
5349      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
5350      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
5351      used between its update and the test insn.  */
5352
5353   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5354     {
5355       if (bl->biv_count == 1
5356           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
5357           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
5358                                    PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
5359         break;
5360     }
5361
5362   if (! bl)
5363     return 0;
5364
5365   /* Look for the case where the basic induction variable is always
5366      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
5367      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
5368      m68k DBRA instruction to be used.  */
5369
5370   if (((GET_CODE (comparison) == GT
5371         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
5372         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
5373        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
5374       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
5375       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
5376     {
5377       /* Initial value must be greater than 0,
5378          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
5379          the last iteration */
5380
5381       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
5382           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
5383           && (INTVAL (bl->initial_value) %
5384               (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
5385         {
5386           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
5387           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5388             = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, 0,
5389                        REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5390           bl->nonneg = 1;
5391
5392           return 1;
5393         }
5394
5395       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
5396          the loop, then we can safely optimize.  */
5397       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
5398         {
5399           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
5400             break;
5401           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
5402             continue;
5403
5404           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
5405           if (before_comparison
5406               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
5407               && GET_CODE (before_comparison) == LT
5408               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
5409               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
5410               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
5411             {
5412               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5413                 = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, 0,
5414                            REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5415               bl->nonneg = 1;
5416
5417               return 1;
5418             }
5419         }
5420     }
5421   else if (num_mem_sets <= 1)
5422     {
5423       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
5424       /* Can do this if:
5425          all registers modified are induction variables or invariant,
5426          all memory references have non-overlapping addresses
5427          (obviously true if only one write)
5428          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
5429       int num_nonfixed_reads = 0;
5430       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
5431       int no_use_except_counting = 0;
5432
5433       for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5434         if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5435           num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
5436
5437       if (bl->giv_count == 0
5438           && ! loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5439         {
5440           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
5441
5442           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
5443              fall through at the end of the the loop, then
5444              see if perhaps there are no uses except to count.  */
5445           no_use_except_counting = 1;
5446           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5447             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5448               {
5449                 rtx set = single_set (p);
5450
5451                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5452                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
5453                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
5454                   ;
5455                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
5456                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
5457                   /* Don't bother about the end test.  */
5458                   ;
5459                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
5460                   /* Any other use of the biv is no good.  */
5461                   {
5462                     no_use_except_counting = 0;
5463                     break;
5464                   }
5465               }
5466         }
5467
5468       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
5469          the memory address check by only reversing loops with
5470          zero or one memory access.
5471          Two memory accesses could involve parts of the same array,
5472          and that can't be reversed.  */
5473
5474       if (num_nonfixed_reads <= 1
5475           && !loop_has_call
5476           && (no_use_except_counting
5477               || (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
5478                   + num_movables + 2 == insn_count)))
5479         {
5480           rtx condition = get_condition_for_loop (PREV_INSN (loop_end));
5481           int win;
5482           rtx tem;
5483
5484           /* Loop can be reversed.  */
5485           if (loop_dump_stream)
5486             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
5487
5488           /* Now check other conditions:
5489              initial_value must be zero,
5490              final_value % add_val == 0, so that when reversed, the
5491              biv will be zero on the last iteration.
5492
5493              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
5494              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
5495              confusing.  */
5496
5497           if (comparison && bl->initial_value == const0_rtx
5498               && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
5499               /* LE gets turned into LT */
5500               && GET_CODE (comparison) == LT
5501               && (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
5502                   % INTVAL (bl->biv->add_val)) == 0)
5503             {
5504               /* Register will always be nonnegative, with value
5505                  0 on last iteration if loop reversed */
5506
5507               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
5508               reg = bl->biv->dest_reg;
5509               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
5510               new_add_val = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
5511                                      - INTVAL (bl->biv->add_val));
5512
5513               final_value = XEXP (comparison, 1);
5514               start_value = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
5515                                      (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
5516                                       - INTVAL (bl->biv->add_val)));
5517
5518               /* Initialize biv to start_value before loop start.
5519                  The old initializing insn will be deleted as a
5520                  dead store by flow.c.  */
5521               emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value), loop_start);
5522
5523               /* Add insn to decrement register, and delete insn
5524                  that incremented the register.  */
5525               p = emit_insn_before (gen_add2_insn (reg, new_add_val),
5526                                     bl->biv->insn);
5527               delete_insn (bl->biv->insn);
5528                       
5529               /* Update biv info to reflect its new status.  */
5530               bl->biv->insn = p;
5531               bl->initial_value = start_value;
5532               bl->biv->add_val = new_add_val;
5533
5534               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
5535                  not delete the label.  */
5536               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
5537
5538               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
5539                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
5540               if ((regno_last_uid[bl->regno]
5541                    != INSN_UID (PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
5542                   || ! bl->init_insn
5543                   || regno_first_uid[bl->regno] != INSN_UID (bl->init_insn))
5544                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
5545                                  loop_end);
5546
5547               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
5548               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
5549               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
5550
5551               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
5552               start_sequence ();
5553               emit_cmp_insn (reg, const0_rtx, GE, 0, GET_MODE (reg), 0, 0);
5554               emit_jump_insn (gen_bge (XEXP (jump_label, 0)));
5555               tem = gen_sequence ();
5556               end_sequence ();
5557               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
5558
5559               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
5560                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN; tem = PREV_INSN (tem))
5561                 ;
5562               if (tem)
5563                 {
5564                   JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
5565
5566                   /* Increment of LABEL_NUSES done above. */
5567                   /* Register is now always nonnegative,
5568                      so add REG_NONNEG note to the branch.  */
5569                   REG_NOTES (tem) = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, 0,
5570                                              REG_NOTES (tem));
5571                 }
5572
5573               bl->nonneg = 1;
5574
5575               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
5576                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
5577                  will have to be fixed up.  */
5578
5579               bl->reversed = 1;
5580
5581               if (loop_dump_stream)
5582                 fprintf (loop_dump_stream,
5583                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
5584
5585               return 1;
5586             }
5587         }
5588     }
5589
5590   return 0;
5591 }
5592 \f
5593 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
5594    based on the insns in the loop that refer to it.
5595    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
5596
5597    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
5598
5599    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
5600    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
5601    start of the loop.  */
5602
5603 static int
5604 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
5605      struct iv_class *bl;
5606      rtx loop_start;
5607      rtx end;
5608      int eliminate_p;
5609      int threshold, insn_count;
5610 {
5611   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
5612   rtx p, set;
5613   struct induction *v;
5614
5615   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
5616      biv in a way that we cannot eliminate.  */
5617
5618   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5619     {
5620       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
5621       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
5622
5623       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
5624           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
5625           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
5626         {
5627           if (loop_dump_stream)
5628             fprintf (loop_dump_stream,
5629                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
5630                      bl->regno, INSN_UID (p));
5631           break;
5632         }
5633     }
5634
5635   if (p == end)
5636     {
5637       if (loop_dump_stream)
5638         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
5639                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
5640       return 1;
5641     }
5642
5643   return 0;
5644 }
5645 \f
5646 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
5647    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
5648
5649    If BIV does not appear in X, return 1.
5650
5651    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
5652    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
5653    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
5654    the loop.  */
5655
5656 static int
5657 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
5658      rtx x, insn;
5659      struct iv_class *bl;
5660      int eliminate_p;
5661      rtx where;
5662 {
5663   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
5664   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
5665   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
5666   struct induction *v;
5667   rtx arg, new, tem;
5668   int arg_operand;
5669   char *fmt;
5670   int i, j;
5671
5672   switch (code)
5673     {
5674     case REG:
5675       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
5676          we can't eliminate it.  */
5677       if (x == reg)
5678         return 0;
5679       return 1;
5680
5681     case SET:
5682       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
5683       if (SET_DEST (x) == reg)
5684         return 1;
5685
5686       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
5687          it will go away when the giv is reduced.  */
5688       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5689         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
5690           return 1;
5691
5692 #ifdef HAVE_cc0
5693       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
5694         {
5695           /* Can replace with any giv that was reduced and
5696              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
5697              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.  */
5698
5699           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5700             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
5701                 && v->add_val == const0_rtx
5702                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5703                 && v->mode == mode)
5704               {
5705                 if (! eliminate_p)
5706                   return 1;
5707
5708                 /* If the giv has the opposite direction of change,
5709                    then reverse the comparison.  */
5710                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
5711                   new = gen_rtx (COMPARE, GET_MODE (v->new_reg),
5712                                  const0_rtx, v->new_reg);
5713                 else
5714                   new = v->new_reg;
5715
5716                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
5717                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
5718                   return 1;
5719               }
5720
5721           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
5722              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
5723              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.  */
5724
5725           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5726             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
5727                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5728                 && v->mode == mode)
5729               {
5730                 if (! eliminate_p)
5731                   return 1;
5732
5733                 /* If the giv has the opposite direction of change,
5734                    then reverse the comparison.  */
5735                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
5736                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
5737                                  v->new_reg);
5738                 else
5739                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, v->new_reg,
5740                                  copy_rtx (v->add_val));
5741
5742                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
5743                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
5744                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
5745                   return 1;
5746
5747                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
5748                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
5749                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
5750
5751                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
5752                                   where);
5753
5754                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)),
5755                                      gen_rtx (COMPARE, VOIDmode,
5756                                               v->new_reg, tem), 0))
5757                   return 1;
5758               }
5759         }
5760 #endif
5761       break;
5762
5763     case COMPARE:
5764     case EQ:  case NE:
5765     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
5766     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
5767       /* See if either argument is the biv.  */
5768       if (XEXP (x, 0) == reg)
5769         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
5770       else if (XEXP (x, 1) == reg)
5771         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
5772       else
5773         break;
5774
5775       if (CONSTANT_P (arg))
5776         {
5777           /* First try to replace with any giv that has constant positive
5778              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
5779              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
5780
5781           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5782             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
5783                 && CONSTANT_P (v->add_val)
5784                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5785                 && v->mode == mode)
5786               {
5787                 if (! eliminate_p)
5788                   return 1;
5789
5790                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
5791                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
5792
5793                 /* If all constants are actually constant integers and
5794                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
5795                    do so.  */
5796                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
5797                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
5798                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
5799                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
5800                                         gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
5801                                                  (INTVAL (arg)
5802                                                   * INTVAL (v->mult_val)
5803                                                   + INTVAL (v->add_val))), 0))
5804                   return 1;
5805
5806                 /* Otherwise, load it into a register.  */
5807                 tem = gen_reg_rtx (mode);
5808                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
5809                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
5810                   return 1;
5811
5812                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
5813                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
5814               }
5815           
5816           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
5817              Insert insns to calculate new compare value.  */
5818
5819           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5820             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
5821                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5822                 && v->mode == mode)
5823               {
5824                 rtx tem;
5825
5826                 if (! eliminate_p)
5827                   return 1;
5828
5829                 tem = gen_reg_rtx (mode);
5830
5831                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
5832                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
5833                                  v->new_reg, 1);
5834
5835                 /* Compute value to compare against.  */
5836                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
5837                 /* Use it in this insn.  */
5838                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
5839                 if (apply_change_group ())
5840                   return 1;
5841               }
5842         }
5843       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
5844         {
5845           if (invariant_p (arg) == 1)
5846             {
5847               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
5848                  add_val. Insert insns to compute new compare value.  */
5849
5850               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5851                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
5852                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5853                     && v->mode == mode)
5854                   {
5855                     rtx tem;
5856
5857                     if (! eliminate_p)
5858                       return 1;
5859
5860                     tem = gen_reg_rtx (mode);
5861
5862                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
5863                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
5864                                      v->new_reg, 1);
5865
5866                     /* Compute value to compare against.  */
5867                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
5868                                       tem, where);
5869                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
5870                     if (apply_change_group ())
5871                       return 1;
5872                   }
5873             }
5874
5875           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
5876              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
5877              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
5878              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
5879              but that can generate poor code.
5880
5881              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
5882              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
5883              we might have to do a topological sort of the order in which
5884              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
5885              this sort of thing now.  */
5886
5887 #if 0
5888           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
5889           if (GET_CODE (arg) != REG
5890               || reg_iv_type[REGNO (arg)] != BASIC_INDUCT)
5891             return 0;
5892
5893           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
5894              with identical coefficients.  */
5895           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5896             {
5897               struct induction *tv;
5898
5899               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
5900                 continue;
5901
5902               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
5903                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
5904                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
5905                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
5906                     && tv->mode == mode)
5907                   {
5908                     if (! eliminate_p)
5909                       return 1;
5910
5911                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
5912                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
5913                     /* Replace other operand with the other giv's
5914                        reduced reg.  */
5915                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
5916                     return 1;
5917                   }
5918             }
5919 #endif
5920         }
5921
5922       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
5923       return 0;
5924
5925     case MEM:
5926       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
5927          biv is used in it, since it will be replaced.  */
5928       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5929         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
5930           return 1;
5931       break;
5932     }
5933
5934   /* See if any subexpression fails elimination.  */
5935   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5936   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5937     {
5938       switch (fmt[i])
5939         {
5940         case 'e':
5941           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl, 
5942                                        eliminate_p, where))
5943             return 0;
5944           break;
5945
5946         case 'E':
5947           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
5948             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
5949                                          eliminate_p, where))
5950               return 0;
5951           break;
5952         }
5953     }
5954
5955   return 1;
5956 }  
5957 \f
5958 /* Return nonzero if the last use of REG
5959    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
5960
5961 static int
5962 last_use_this_basic_block (reg, insn)
5963      rtx reg;
5964      rtx insn;
5965 {
5966   rtx n;
5967   for (n = insn;
5968        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
5969        n = NEXT_INSN (n))
5970     {
5971       if (regno_last_uid[REGNO (reg)] == INSN_UID (n))
5972         return 1;
5973     }
5974   return 0;
5975 }
5976 \f
5977 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
5978    just record the location of the set and process it later.  */
5979
5980 static void
5981 record_initial (dest, set)
5982      rtx dest;
5983      rtx set;
5984 {
5985   struct iv_class *bl;
5986
5987   if (GET_CODE (dest) != REG
5988       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
5989       || reg_iv_type[REGNO (dest)] != BASIC_INDUCT)
5990     return;
5991
5992   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
5993
5994   /* If this is the first set found, record it.  */
5995   if (bl->init_insn == 0)
5996     {
5997       bl->init_insn = note_insn;
5998       bl->init_set = set;
5999     }
6000 }
6001 \f
6002 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
6003    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
6004    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
6005    use it.  */
6006
6007 static void
6008 update_reg_last_use (x, insn)
6009      rtx x;
6010      rtx insn;
6011 {
6012   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
6013      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
6014      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
6015      and hence this insn will never be the last use of x.  */
6016   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
6017       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
6018       && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (x)]] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
6019     regno_last_uid[REGNO (x)] = INSN_UID (insn);
6020   else
6021     {
6022       register int i, j;
6023       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6024       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6025         {
6026           if (fmt[i] == 'e')
6027             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
6028           else if (fmt[i] == 'E')
6029             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6030               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
6031         }
6032     }
6033 }
6034 \f
6035 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
6036    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
6037    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
6038    be returned.
6039
6040    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
6041    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
6042    of the condition is desired, it should be placed in front of that
6043    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
6044
6045    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
6046    callers.  Specifically:
6047
6048    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
6049    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
6050    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
6051    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
6052        for GE, GEU, and LEU.  */
6053
6054 rtx
6055 get_condition (jump, earliest)
6056      rtx jump;
6057      rtx *earliest;
6058 {
6059   enum rtx_code code;
6060   rtx prev = jump;
6061   rtx set;
6062   rtx tem;
6063   rtx op0, op1;
6064   int reverse_code = 0;
6065   int did_reverse_condition = 0;
6066
6067   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
6068   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
6069       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
6070     return 0;
6071
6072   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
6073   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
6074   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
6075
6076   if (earliest)
6077     *earliest = jump;
6078
6079   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
6080      the condition.  */
6081   if (XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
6082     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
6083
6084   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
6085      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
6086      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
6087      in cse.c  */
6088
6089   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == const0_rtx)
6090     {
6091       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
6092       rtx x = 0;
6093
6094 #ifdef HAVE_cc0
6095       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
6096          insn.  */
6097       if (op0 == cc0_rtx)
6098         {
6099           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6100               || GET_CODE (prev) != INSN
6101               || (set = single_set (prev)) == 0
6102               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
6103             return 0;
6104
6105           op0 = SET_SRC (set);
6106           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
6107           if (earliest)
6108             *earliest = prev;
6109         }
6110 #endif
6111
6112       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
6113       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
6114         {
6115           op1 = XEXP (op0, 1);
6116           op0 = XEXP (op0, 0);
6117           continue;
6118         }
6119       else if (GET_CODE (op0) != REG)
6120         break;
6121
6122       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
6123          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
6124          we don't want to bother dealing with it.  */
6125
6126       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6127           || GET_CODE (prev) != INSN
6128           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
6129           || (set = single_set (prev)) == 0)
6130         break;
6131
6132       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
6133          relevant.  */
6134       if (SET_DEST (set) == op0)
6135         {
6136           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
6137
6138           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
6139                || ((code == NE
6140                    || (code == LT
6141                        && GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) <= HOST_BITS_PER_INT
6142                        && (STORE_FLAG_VALUE
6143                            & (1 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1)))))
6144                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')))
6145             x = SET_SRC (set);
6146           else if ((code == EQ
6147                     || (code == GE
6148                         && GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) <= HOST_BITS_PER_INT
6149                         && (STORE_FLAG_VALUE
6150                             & (1 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1)))))
6151                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')
6152             {
6153               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
6154                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
6155                  have had to reverse the condition.  */
6156               did_reverse_condition ^= 1;
6157               reverse_code = 1;
6158               x = SET_SRC (set);
6159             }
6160         }
6161
6162       else if (reg_set_p (op0, prev))
6163         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
6164         break;
6165
6166       if (x)
6167         {
6168           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
6169             code = GET_CODE (x);
6170           if (reverse_code)
6171             {
6172               code = reverse_condition (code);
6173               did_reverse_condition ^= 1;
6174               reverse_code = 0;
6175             }
6176
6177           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
6178           if (earliest)
6179             *earliest = prev;
6180         }
6181     }
6182
6183   /* If constant is first, put it last.  */
6184   if (CONSTANT_P (op0))
6185     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
6186
6187   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
6188      was really being compared, so fail.  */
6189   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
6190     return 0;
6191
6192   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality.  */
6193   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT)
6194     {
6195       int const_val = INTVAL (op1);
6196       unsigned uconst_val = (unsigned) const_val;
6197
6198       switch (code)
6199       {
6200       case LE:
6201         code = LT;
6202         op1 = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, const_val + 1);
6203         break;
6204
6205       case GE:
6206         code = GT;
6207         op1 = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, const_val - 1);
6208         break;
6209
6210       case LEU:
6211         code = LTU;
6212         op1 = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, uconst_val + 1);
6213         break;
6214
6215       case GEU:
6216         code = GTU;
6217         op1 = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, uconst_val - 1);
6218         break;
6219       }
6220     }
6221
6222   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
6223      EQ or NE, return zero.  */
6224   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
6225       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
6226       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
6227     return 0;
6228
6229 #ifdef HAVE_cc0
6230   /* Never return CC0; return zero instead.  */
6231   if (op0 == cc0_rtx)
6232     return 0;
6233 #endif
6234
6235   return gen_rtx (code, VOIDmode, op0, op1);
6236 }
6237
6238 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
6239    unless both operands are invariants.  */
6240
6241 rtx
6242 get_condition_for_loop (x)
6243      rtx x;
6244 {
6245   rtx comparison = get_condition (x, 0);
6246
6247   if (comparison == 0
6248       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
6249       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
6250     return comparison;
6251
6252   return gen_rtx (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
6253                   XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
6254 }