OSDN Git Service

* config/m68k/m68k.c (notice_update_cc): Use SET_DEST and
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995,
3    1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005
4    Free Software Foundation, Inc.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
21 02110-1301, USA.  */
22
23 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
24    It finds invariant computations within loops and moves them
25    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
26    general induction variables.
27
28    Basic induction variables (BIVs) are a pseudo registers which are set within
29    a loop only by incrementing or decrementing its value.  General induction
30    variables (GIVs) are pseudo registers with a value which is a linear function
31    of a basic induction variable.  BIVs are recognized by `basic_induction_var';
32    GIVs by `general_induction_var'.
33
34    Once induction variables are identified, strength reduction is applied to the
35    general induction variables, and induction variable elimination is applied to
36    the basic induction variables.
37
38    It also finds cases where
39    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
40    and changes these to zero the entire register once before the loop
41    and merely copy the low part within the loop.
42
43    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
44    while to do these things.  */
45
46 #include "config.h"
47 #include "system.h"
48 #include "coretypes.h"
49 #include "tm.h"
50 #include "rtl.h"
51 #include "tm_p.h"
52 #include "function.h"
53 #include "expr.h"
54 #include "hard-reg-set.h"
55 #include "basic-block.h"
56 #include "insn-config.h"
57 #include "regs.h"
58 #include "recog.h"
59 #include "flags.h"
60 #include "real.h"
61 #include "cselib.h"
62 #include "except.h"
63 #include "toplev.h"
64 #include "predict.h"
65 #include "insn-flags.h"
66 #include "optabs.h"
67 #include "cfgloop.h"
68 #include "ggc.h"
69 #include "timevar.h"
70 #include "tree-pass.h"
71
72 /* Get the loop info pointer of a loop.  */
73 #define LOOP_INFO(LOOP) ((struct loop_info *) (LOOP)->aux)
74
75 /* Get a pointer to the loop movables structure.  */
76 #define LOOP_MOVABLES(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->movables)
77
78 /* Get a pointer to the loop registers structure.  */
79 #define LOOP_REGS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->regs)
80
81 /* Get a pointer to the loop induction variables structure.  */
82 #define LOOP_IVS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->ivs)
83
84 /* Get the luid of an insn.  Catch the error of trying to reference the LUID
85    of an insn added during loop, since these don't have LUIDs.  */
86
87 #define INSN_LUID(INSN)                 \
88   (gcc_assert (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop), uid_luid[INSN_UID (INSN)])
89
90 #define REGNO_FIRST_LUID(REGNO)                 \
91   (REGNO_FIRST_UID (REGNO) < max_uid_for_loop   \
92         ? uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO)]     \
93         : 0)
94 #define REGNO_LAST_LUID(REGNO)                  \
95   (REGNO_LAST_UID (REGNO) < max_uid_for_loop    \
96         ? uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO)]      \
97         : INT_MAX)
98
99 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
100    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
101 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
102    value is a linear function of a biv.  */
103
104 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
105    Givs by `general_induction_var'.  */
106
107 /* An enum for the two different types of givs, those that are used
108    as memory addresses and those that are calculated into registers.  */
109 enum g_types
110 {
111   DEST_ADDR,
112   DEST_REG
113 };
114
115
116 /* A `struct induction' is created for every instruction that sets
117    an induction variable (either a biv or a giv).  */
118
119 struct induction
120 {
121   rtx insn;                     /* The insn that sets a biv or giv */
122   rtx new_reg;                  /* New register, containing strength reduced
123                                    version of this giv.  */
124   rtx src_reg;                  /* Biv from which this giv is computed.
125                                    (If this is a biv, then this is the biv.) */
126   enum g_types giv_type;        /* Indicate whether DEST_ADDR or DEST_REG */
127   rtx dest_reg;                 /* Destination register for insn: this is the
128                                    register which was the biv or giv.
129                                    For a biv, this equals src_reg.
130                                    For a DEST_ADDR type giv, this is 0.  */
131   rtx *location;                /* Place in the insn where this giv occurs.
132                                    If GIV_TYPE is DEST_REG, this is 0.  */
133                                 /* For a biv, this is the place where add_val
134                                    was found.  */
135   enum machine_mode mode;       /* The mode of this biv or giv */
136   rtx mem;                      /* For DEST_ADDR, the memory object.  */
137   rtx mult_val;                 /* Multiplicative factor for src_reg.  */
138   rtx add_val;                  /* Additive constant for that product.  */
139   int benefit;                  /* Gain from eliminating this insn.  */
140   rtx final_value;              /* If the giv is used outside the loop, and its
141                                    final value could be calculated, it is put
142                                    here, and the giv is made replaceable.  Set
143                                    the giv to this value before the loop.  */
144   unsigned combined_with;       /* The number of givs this giv has been
145                                    combined with.  If nonzero, this giv
146                                    cannot combine with any other giv.  */
147   unsigned replaceable : 1;     /* 1 if we can substitute the strength-reduced
148                                    variable for the original variable.
149                                    0 means they must be kept separate and the
150                                    new one must be copied into the old pseudo
151                                    reg each time the old one is set.  */
152   unsigned not_replaceable : 1; /* Used to prevent duplicating work.  This is
153                                    1 if we know that the giv definitely can
154                                    not be made replaceable, in which case we
155                                    don't bother checking the variable again
156                                    even if further info is available.
157                                    Both this and the above can be zero.  */
158   unsigned ignore : 1;          /* 1 prohibits further processing of giv */
159   unsigned always_computable : 1;/* 1 if this value is computable every
160                                     iteration.  */
161   unsigned always_executed : 1; /* 1 if this set occurs each iteration.  */
162   unsigned maybe_multiple : 1;  /* Only used for a biv and  1 if this biv
163                                    update may be done multiple times per
164                                    iteration.  */
165   unsigned cant_derive : 1;     /* For giv's, 1 if this giv cannot derive
166                                    another giv.  This occurs in many cases
167                                    where a giv's lifetime spans an update to
168                                    a biv.  */
169   unsigned maybe_dead : 1;      /* 1 if this giv might be dead.  In that case,
170                                    we won't use it to eliminate a biv, it
171                                    would probably lose.  */
172   unsigned auto_inc_opt : 1;    /* 1 if this giv had its increment output next
173                                    to it to try to form an auto-inc address.  */
174   unsigned shared : 1;
175   unsigned no_const_addval : 1; /* 1 if add_val does not contain a const.  */
176   int lifetime;                 /* Length of life of this giv */
177   rtx derive_adjustment;        /* If nonzero, is an adjustment to be
178                                    subtracted from add_val when this giv
179                                    derives another.  This occurs when the
180                                    giv spans a biv update by incrementation.  */
181   rtx ext_dependent;            /* If nonzero, is a sign or zero extension
182                                    if a biv on which this giv is dependent.  */
183   struct induction *next_iv;    /* For givs, links together all givs that are
184                                    based on the same biv.  For bivs, links
185                                    together all biv entries that refer to the
186                                    same biv register.  */
187   struct induction *same;       /* For givs, if the giv has been combined with
188                                    another giv, this points to the base giv.
189                                    The base giv will have COMBINED_WITH nonzero.
190                                    For bivs, if the biv has the same LOCATION
191                                    than another biv, this points to the base
192                                    biv.  */
193   struct induction *same_insn;  /* If there are multiple identical givs in
194                                    the same insn, then all but one have this
195                                    field set, and they all point to the giv
196                                    that doesn't have this field set.  */
197   rtx last_use;                 /* For a giv made from a biv increment, this is
198                                    a substitute for the lifetime information.  */
199 };
200
201
202 /* A `struct iv_class' is created for each biv.  */
203
204 struct iv_class
205 {
206   unsigned int regno;           /* Pseudo reg which is the biv.  */
207   int biv_count;                /* Number of insns setting this reg.  */
208   struct induction *biv;        /* List of all insns that set this reg.  */
209   int giv_count;                /* Number of DEST_REG givs computed from this
210                                    biv.  The resulting count is only used in
211                                    check_dbra_loop.  */
212   struct induction *giv;        /* List of all insns that compute a giv
213                                    from this reg.  */
214   int total_benefit;            /* Sum of BENEFITs of all those givs.  */
215   rtx initial_value;            /* Value of reg at loop start.  */
216   rtx initial_test;             /* Test performed on BIV before loop.  */
217   rtx final_value;              /* Value of reg at loop end, if known.  */
218   struct iv_class *next;        /* Links all class structures together.  */
219   rtx init_insn;                /* insn which initializes biv, 0 if none.  */
220   rtx init_set;                 /* SET of INIT_INSN, if any.  */
221   unsigned incremented : 1;     /* 1 if somewhere incremented/decremented */
222   unsigned eliminable : 1;      /* 1 if plausible candidate for
223                                    elimination.  */
224   unsigned nonneg : 1;          /* 1 if we added a REG_NONNEG note for
225                                    this.  */
226   unsigned reversed : 1;        /* 1 if we reversed the loop that this
227                                    biv controls.  */
228   unsigned all_reduced : 1;     /* 1 if all givs using this biv have
229                                    been reduced.  */
230 };
231
232
233 /* Definitions used by the basic induction variable discovery code.  */
234 enum iv_mode
235 {
236   UNKNOWN_INDUCT,
237   BASIC_INDUCT,
238   NOT_BASIC_INDUCT,
239   GENERAL_INDUCT
240 };
241
242
243 /* A `struct iv' is created for every register.  */
244
245 struct iv
246 {
247   enum iv_mode type;
248   union
249   {
250     struct iv_class *class;
251     struct induction *info;
252   } iv;
253 };
254
255
256 #define REG_IV_TYPE(ivs, n) ivs->regs[n].type
257 #define REG_IV_INFO(ivs, n) ivs->regs[n].iv.info
258 #define REG_IV_CLASS(ivs, n) ivs->regs[n].iv.class
259
260
261 struct loop_ivs
262 {
263   /* Indexed by register number, contains pointer to `struct
264      iv' if register is an induction variable.  */
265   struct iv *regs;
266
267   /* Size of regs array.  */
268   unsigned int n_regs;
269
270   /* The head of a list which links together (via the next field)
271      every iv class for the current loop.  */
272   struct iv_class *list;
273 };
274
275
276 typedef struct loop_mem_info
277 {
278   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
279   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
280   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
281 } loop_mem_info;
282
283
284
285 struct loop_reg
286 {
287   /* Number of times the reg is set during the loop being scanned.
288      During code motion, a negative value indicates a reg that has
289      been made a candidate; in particular -2 means that it is an
290      candidate that we know is equal to a constant and -1 means that
291      it is a candidate not known equal to a constant.  After code
292      motion, regs moved have 0 (which is accurate now) while the
293      failed candidates have the original number of times set.
294
295      Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
296      < 0 a conditionally invariant one.  */
297   int set_in_loop;
298
299   /* Original value of set_in_loop; same except that this value
300      is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
301      and not set to 0 for a reg that is moved.  */
302   int n_times_set;
303
304   /* Contains the insn in which a register was used if it was used
305      exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
306   rtx single_usage;
307
308   /* Nonzero indicates that the register cannot be moved or strength
309      reduced.  */
310   char may_not_optimize;
311
312   /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
313      This reduces the desire to move it out of another.  */
314   char moved_once;
315 };
316
317
318 struct loop_regs
319 {
320   int num;                      /* Number of regs used in table.  */
321   int size;                     /* Size of table.  */
322   struct loop_reg *array;       /* Register usage info. array.  */
323   int multiple_uses;            /* Nonzero if a reg has multiple uses.  */
324 };
325
326
327
328 struct loop_movables
329 {
330   /* Head of movable chain.  */
331   struct movable *head;
332   /* Last movable in chain.  */
333   struct movable *last;
334 };
335
336
337 /* Information pertaining to a loop.  */
338
339 struct loop_info
340 {
341   /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
342   int has_call;
343   /* Nonzero if there is a libcall in the current loop.  */
344   int has_libcall;
345   /* Nonzero if there is a non constant call in the current loop.  */
346   int has_nonconst_call;
347   /* Nonzero if there is a prefetch instruction in the current loop.  */
348   int has_prefetch;
349   /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
350      loop.  */
351   int has_volatile;
352   /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
353   int has_tablejump;
354   /* Nonzero if there are ways to leave the loop other than falling
355      off the end.  */
356   int has_multiple_exit_targets;
357   /* Nonzero if there is an indirect jump in the current function.  */
358   int has_indirect_jump;
359   /* Register or constant initial loop value.  */
360   rtx initial_value;
361   /* Register or constant value used for comparison test.  */
362   rtx comparison_value;
363   /* Register or constant approximate final value.  */
364   rtx final_value;
365   /* Register or constant initial loop value with term common to
366      final_value removed.  */
367   rtx initial_equiv_value;
368   /* Register or constant final loop value with term common to
369      initial_value removed.  */
370   rtx final_equiv_value;
371   /* Register corresponding to iteration variable.  */
372   rtx iteration_var;
373   /* Constant loop increment.  */
374   rtx increment;
375   enum rtx_code comparison_code;
376   /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number
377      could not be calculated.  Must be unsigned since the number of
378      iterations can be as high as 2^wordsize - 1.  For loops with a
379      wider iterator, this number will be zero if the number of loop
380      iterations is too large for an unsigned integer to hold.  */
381   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
382   int used_count_register;
383   /* The loop iterator induction variable.  */
384   struct iv_class *iv;
385   /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
386   rtx store_mems;
387   /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
388      cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
389      themselves.  In other words, if mems[i] is altered during
390      the loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to
391      it.  */
392   loop_mem_info *mems;
393   /* The index of the next available slot in MEMS.  */
394   int mems_idx;
395   /* The number of elements allocated in MEMS.  */
396   int mems_allocated;
397   /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current
398      loop.  This happens if the loop contains a call (in which case
399      `has_call' will also be set) or if we store into more than
400      NUM_STORES MEMs.  */
401   int unknown_address_altered;
402   /* The above doesn't count any readonly memory locations that are
403      stored.  This does.  */
404   int unknown_constant_address_altered;
405   /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
406   int num_mem_sets;
407   /* The insn where the first of these was found.  */
408   rtx first_loop_store_insn;
409   /* The chain of movable insns in loop.  */
410   struct loop_movables movables;
411   /* The registers used the in loop.  */
412   struct loop_regs regs;
413   /* The induction variable information in loop.  */
414   struct loop_ivs ivs;
415   /* Nonzero if call is in pre_header extended basic block.  */
416   int pre_header_has_call;
417 };
418
419 /* Not really meaningful values, but at least something.  */
420 #ifndef SIMULTANEOUS_PREFETCHES
421 #define SIMULTANEOUS_PREFETCHES 3
422 #endif
423 #ifndef PREFETCH_BLOCK
424 #define PREFETCH_BLOCK 32
425 #endif
426 #ifndef HAVE_prefetch
427 #define HAVE_prefetch 0
428 #define CODE_FOR_prefetch 0
429 #define gen_prefetch(a,b,c) (gcc_unreachable (), NULL_RTX)
430 #endif
431
432 /* Give up the prefetch optimizations once we exceed a given threshold.
433    It is unlikely that we would be able to optimize something in a loop
434    with so many detected prefetches.  */
435 #define MAX_PREFETCHES 100
436 /* The number of prefetch blocks that are beneficial to fetch at once before
437    a loop with a known (and low) iteration count.  */
438 #define PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX  6
439 /* For very tiny loops it is not worthwhile to prefetch even before the loop,
440    since it is likely that the data are already in the cache.  */
441 #define PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MIN  2
442
443 /* Parameterize some prefetch heuristics so they can be turned on and off
444    easily for performance testing on new architectures.  These can be
445    defined in target-dependent files.  */
446
447 /* Prefetch is worthwhile only when loads/stores are dense.  */
448 #ifndef PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM
449 #define PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM 1
450 #endif
451
452 /* Define what we mean by "dense" loads and stores; This value divided by 256
453    is the minimum percentage of memory references that worth prefetching.  */
454 #ifndef PREFETCH_DENSE_MEM
455 #define PREFETCH_DENSE_MEM 220
456 #endif
457
458 /* Do not prefetch for a loop whose iteration count is known to be low.  */
459 #ifndef PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT
460 #define PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT 1
461 #endif
462
463 /* Define what we mean by a "low" iteration count.  */
464 #ifndef PREFETCH_LOW_LOOPCNT
465 #define PREFETCH_LOW_LOOPCNT 32
466 #endif
467
468 /* Do not prefetch for a loop that contains a function call; such a loop is
469    probably not an internal loop.  */
470 #ifndef PREFETCH_NO_CALL
471 #define PREFETCH_NO_CALL 1
472 #endif
473
474 /* Do not prefetch accesses with an extreme stride.  */
475 #ifndef PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE
476 #define PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE 1
477 #endif
478
479 /* Define what we mean by an "extreme" stride.  */
480 #ifndef PREFETCH_EXTREME_STRIDE
481 #define PREFETCH_EXTREME_STRIDE 4096
482 #endif
483
484 /* Define a limit to how far apart indices can be and still be merged
485    into a single prefetch.  */
486 #ifndef PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE
487 #define PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE 4096
488 #endif
489
490 /* Issue prefetch instructions before the loop to fetch data to be used
491    in the first few loop iterations.  */
492 #ifndef PREFETCH_BEFORE_LOOP
493 #define PREFETCH_BEFORE_LOOP 1
494 #endif
495
496 /* Do not handle reversed order prefetches (negative stride).  */
497 #ifndef PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER
498 #define PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER 1
499 #endif
500
501 /* Prefetch even if the GIV is in conditional code.  */
502 #ifndef PREFETCH_CONDITIONAL
503 #define PREFETCH_CONDITIONAL 1
504 #endif
505
506 #define LOOP_REG_LIFETIME(LOOP, REGNO) \
507 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) - REGNO_FIRST_LUID (REGNO)))
508
509 #define LOOP_REG_GLOBAL_P(LOOP, REGNO) \
510 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) > INSN_LUID ((LOOP)->end) \
511  || REGNO_FIRST_LUID (REGNO) < INSN_LUID ((LOOP)->start)))
512
513 #define LOOP_REGNO_NREGS(REGNO, SET_DEST) \
514 ((REGNO) < FIRST_PSEUDO_REGISTER \
515  ? (int) hard_regno_nregs[(REGNO)][GET_MODE (SET_DEST)] : 1)
516
517
518 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
519    The luids are like uids but increase monotonically always.
520    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
521
522 static int *uid_luid;
523
524 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
525    number the insn is contained in.  */
526
527 static struct loop **uid_loop;
528
529 /* 1 + largest uid of any insn.  */
530
531 static int max_uid_for_loop;
532
533 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
534    next few tables.  */
535
536 static int max_loop_num;
537
538 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
539    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
540 static unsigned int max_reg_before_loop;
541
542 /* The value to pass to the next call of reg_scan_update.  */
543 static int loop_max_reg;
544 \f
545 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
546    is made to record all the movable insns found.
547    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
548
549 struct movable
550 {
551   rtx insn;                     /* A movable insn */
552   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
553   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
554   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
555                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
556   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
557                                    that must be moved with this one.  */
558   unsigned int regno;           /* The register it sets */
559   short lifetime;               /* lifetime of that register;
560                                    may be adjusted when matching movables
561                                    that load the same value are found.  */
562   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
563                                    including other movables that force this
564                                    or match this one.  */
565   ENUM_BITFIELD(machine_mode) savemode : 8;   /* Nonzero means it is a mode for
566                                    a low part that we should avoid changing when
567                                    clearing the rest of the reg.  */
568   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
569   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
570   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
571                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
572                    that the reg is live outside the range from where it is set
573                    to the following label.  */
574   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
575
576   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
577                                    In particular, moving it does not make it
578                                    invariant.  */
579   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
580                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
581   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
582                                     first insn of a consecutive sets group.  */
583   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
584   unsigned int insert_temp : 1;  /* 1 means we copy to a new pseudo and replace
585                                     the original insn with a copy from that
586                                     pseudo, rather than deleting it.  */
587   struct movable *match;        /* First entry for same value */
588   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
589   struct movable *next;
590 };
591
592
593 static FILE *loop_dump_stream;
594
595 /* Forward declarations.  */
596
597 static void invalidate_loops_containing_label (rtx);
598 static void find_and_verify_loops (rtx, struct loops *);
599 static void mark_loop_jump (rtx, struct loop *);
600 static void prescan_loop (struct loop *);
601 static int reg_in_basic_block_p (rtx, rtx);
602 static int consec_sets_invariant_p (const struct loop *, rtx, int, rtx);
603 static int labels_in_range_p (rtx, int);
604 static void count_one_set (struct loop_regs *, rtx, rtx, rtx *);
605 static void note_addr_stored (rtx, rtx, void *);
606 static void note_set_pseudo_multiple_uses (rtx, rtx, void *);
607 static int loop_reg_used_before_p (const struct loop *, rtx, rtx);
608 static rtx find_regs_nested (rtx, rtx);
609 static void scan_loop (struct loop*, int);
610 #if 0
611 static void replace_call_address (rtx, rtx, rtx);
612 #endif
613 static rtx skip_consec_insns (rtx, int);
614 static int libcall_benefit (rtx);
615 static rtx libcall_other_reg (rtx, rtx);
616 static void record_excess_regs (rtx, rtx, rtx *);
617 static void ignore_some_movables (struct loop_movables *);
618 static void force_movables (struct loop_movables *);
619 static void combine_movables (struct loop_movables *, struct loop_regs *);
620 static int num_unmoved_movables (const struct loop *);
621 static int regs_match_p (rtx, rtx, struct loop_movables *);
622 static int rtx_equal_for_loop_p (rtx, rtx, struct loop_movables *,
623                                  struct loop_regs *);
624 static void add_label_notes (rtx, rtx);
625 static void move_movables (struct loop *loop, struct loop_movables *, int,
626                            int);
627 static void loop_movables_add (struct loop_movables *, struct movable *);
628 static void loop_movables_free (struct loop_movables *);
629 static int count_nonfixed_reads (const struct loop *, rtx);
630 static void loop_bivs_find (struct loop *);
631 static void loop_bivs_init_find (struct loop *);
632 static void loop_bivs_check (struct loop *);
633 static void loop_givs_find (struct loop *);
634 static void loop_givs_check (struct loop *);
635 static int loop_biv_eliminable_p (struct loop *, struct iv_class *, int, int);
636 static int loop_giv_reduce_benefit (struct loop *, struct iv_class *,
637                                     struct induction *, rtx);
638 static void loop_givs_dead_check (struct loop *, struct iv_class *);
639 static void loop_givs_reduce (struct loop *, struct iv_class *);
640 static void loop_givs_rescan (struct loop *, struct iv_class *, rtx *);
641 static void loop_ivs_free (struct loop *);
642 static void strength_reduce (struct loop *, int);
643 static void find_single_use_in_loop (struct loop_regs *, rtx, rtx);
644 static int valid_initial_value_p (rtx, rtx, int, rtx);
645 static void find_mem_givs (const struct loop *, rtx, rtx, int, int);
646 static void record_biv (struct loop *, struct induction *, rtx, rtx, rtx,
647                         rtx, rtx *, int, int);
648 static void check_final_value (const struct loop *, struct induction *);
649 static void loop_ivs_dump (const struct loop *, FILE *, int);
650 static void loop_iv_class_dump (const struct iv_class *, FILE *, int);
651 static void loop_biv_dump (const struct induction *, FILE *, int);
652 static void loop_giv_dump (const struct induction *, FILE *, int);
653 static void record_giv (const struct loop *, struct induction *, rtx, rtx,
654                         rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, int,
655                         rtx *);
656 static void update_giv_derive (const struct loop *, rtx);
657 static HOST_WIDE_INT get_monotonic_increment (struct iv_class *);
658 static bool biased_biv_fits_mode_p (const struct loop *, struct iv_class *,
659                                     HOST_WIDE_INT, enum machine_mode,
660                                     unsigned HOST_WIDE_INT);
661 static bool biv_fits_mode_p (const struct loop *, struct iv_class *,
662                              HOST_WIDE_INT, enum machine_mode, bool);
663 static bool extension_within_bounds_p (const struct loop *, struct iv_class *,
664                                        HOST_WIDE_INT, rtx);
665 static void check_ext_dependent_givs (const struct loop *, struct iv_class *);
666 static int basic_induction_var (const struct loop *, rtx, enum machine_mode,
667                                 rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **);
668 static rtx simplify_giv_expr (const struct loop *, rtx, rtx *, int *);
669 static int general_induction_var (const struct loop *loop, rtx, rtx *, rtx *,
670                                   rtx *, rtx *, int, int *, enum machine_mode);
671 static int consec_sets_giv (const struct loop *, int, rtx, rtx, rtx, rtx *,
672                             rtx *, rtx *, rtx *);
673 static int check_dbra_loop (struct loop *, int);
674 static rtx express_from_1 (rtx, rtx, rtx);
675 static rtx combine_givs_p (struct induction *, struct induction *);
676 static int cmp_combine_givs_stats (const void *, const void *);
677 static void combine_givs (struct loop_regs *, struct iv_class *);
678 static int product_cheap_p (rtx, rtx);
679 static int maybe_eliminate_biv (const struct loop *, struct iv_class *, int,
680                                 int, int);
681 static int maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *, rtx, rtx,
682                                   struct iv_class *, int, basic_block, rtx);
683 static int last_use_this_basic_block (rtx, rtx);
684 static void record_initial (rtx, rtx, void *);
685 static void update_reg_last_use (rtx, rtx);
686 static rtx next_insn_in_loop (const struct loop *, rtx);
687 static void loop_regs_scan (const struct loop *, int);
688 static int count_insns_in_loop (const struct loop *);
689 static int find_mem_in_note_1 (rtx *, void *);
690 static rtx find_mem_in_note (rtx);
691 static void load_mems (const struct loop *);
692 static int insert_loop_mem (rtx *, void *);
693 static int replace_loop_mem (rtx *, void *);
694 static void replace_loop_mems (rtx, rtx, rtx, int);
695 static int replace_loop_reg (rtx *, void *);
696 static void replace_loop_regs (rtx insn, rtx, rtx);
697 static void note_reg_stored (rtx, rtx, void *);
698 static void try_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
699 static void try_swap_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
700 static rtx check_insn_for_givs (struct loop *, rtx, int, int);
701 static rtx check_insn_for_bivs (struct loop *, rtx, int, int);
702 static rtx gen_add_mult (rtx, rtx, rtx, rtx);
703 static void loop_regs_update (const struct loop *, rtx);
704 static int iv_add_mult_cost (rtx, rtx, rtx, rtx);
705 static int loop_invariant_p (const struct loop *, rtx);
706 static rtx loop_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
707 static void loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *, rtx, rtx, rtx,
708                                           rtx, basic_block, rtx);
709 static rtx loop_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
710                                   rtx, rtx);
711 static int loop_insn_first_p (rtx, rtx);
712 static rtx get_condition_for_loop (const struct loop *, rtx);
713 static void loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
714 static void loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
715 static rtx extend_value_for_giv (struct induction *, rtx);
716 static rtx loop_insn_sink (const struct loop *, rtx);
717
718 static rtx loop_insn_emit_after (const struct loop *, basic_block, rtx, rtx);
719 static rtx loop_call_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
720                                        rtx, rtx);
721 static rtx loop_call_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
722 static rtx loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *, rtx);
723
724 static void loop_dump_aux (const struct loop *, FILE *, int);
725 static void loop_delete_insns (rtx, rtx);
726 static HOST_WIDE_INT remove_constant_addition (rtx *);
727 static rtx gen_load_of_final_value (rtx, rtx);
728 void debug_ivs (const struct loop *);
729 void debug_iv_class (const struct iv_class *);
730 void debug_biv (const struct induction *);
731 void debug_giv (const struct induction *);
732 void debug_loop (const struct loop *);
733 void debug_loops (const struct loops *);
734
735 typedef struct loop_replace_args
736 {
737   rtx match;
738   rtx replacement;
739   rtx insn;
740 } loop_replace_args;
741
742 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
743 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
744   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
745    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
746    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
747
748 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
749 static int indirect_jump_in_function;
750 static int indirect_jump_in_function_p (rtx);
751
752 static int compute_luids (rtx, rtx, int);
753
754 static int biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *,
755                                              struct induction *, rtx);
756 \f
757 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
758    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
759 static int copy_cost;
760
761 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
762 static int reg_address_cost;
763
764 void
765 init_loop (void)
766 {
767   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
768
769   reg_address_cost = address_cost (reg, SImode);
770
771   copy_cost = COSTS_N_INSNS (1);
772 }
773 \f
774 /* Compute the mapping from uids to luids.
775    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
776    except that luids increase monotonically through the code.
777    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
778    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
779 static int
780 compute_luids (rtx start, rtx end, int prev_luid)
781 {
782   int i;
783   rtx insn;
784
785   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
786     {
787       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
788         continue;
789       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
790          luids between two insns is not affected by -g.  */
791       if (!NOTE_P (insn)
792           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
793         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
794       else
795         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
796         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
797     }
798   return i + 1;
799 }
800 \f
801 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
802    on the current function.  F is the first insn of the function
803    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
804    (or 0 if none should be output).  */
805
806 void
807 loop_optimize (rtx f, FILE *dumpfile, int flags)
808 {
809   rtx insn;
810   int i;
811   struct loops loops_data;
812   struct loops *loops = &loops_data;
813   struct loop_info *loops_info;
814
815   loop_dump_stream = dumpfile;
816
817   init_recog_no_volatile ();
818
819   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
820   loop_max_reg = max_reg_before_loop;
821
822   regs_may_share = 0;
823
824   /* Count the number of loops.  */
825
826   max_loop_num = 0;
827   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
828     {
829       if (NOTE_P (insn)
830           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
831         max_loop_num++;
832     }
833
834   /* Don't waste time if no loops.  */
835   if (max_loop_num == 0)
836     return;
837
838   loops->num = max_loop_num;
839
840   /* Get size to use for tables indexed by uids.
841      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
842   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
843
844   uid_luid = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (int));
845   uid_loop = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (struct loop *));
846
847   /* Allocate storage for array of loops.  */
848   loops->array = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop));
849
850   /* Find and process each loop.
851      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
852   find_and_verify_loops (f, loops);
853
854   /* Allocate and initialize auxiliary loop information.  */
855   loops_info = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop_info));
856   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
857     loops->array[i].aux = loops_info + i;
858
859   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
860      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
861      function.  */
862   reg_scan (f, max_reg_before_loop);
863
864   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
865      will have entries in the register tables.
866
867      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
868      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
869   init_alias_analysis ();
870
871   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
872      one more that the maximum uid of all insn.  */
873   gcc_assert (get_max_uid () <= max_uid_for_loop);
874   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
875   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
876
877   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it
878      might have rearranged code afterwards, so we need to recompute
879      the luids now.  */
880   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
881
882   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
883      deleted.  It is possible that the first or last insn
884      using some register has been deleted by cross-jumping.
885      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
886      points to the general area where that insn used to be.  */
887   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
888     {
889       uid_luid[0] = uid_luid[i];
890       if (uid_luid[0] != 0)
891         break;
892     }
893   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
894     if (uid_luid[i] == 0)
895       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
896
897   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
898      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
899   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
900
901   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
902      before outer ones.  */
903   for (i = max_loop_num - 1; i >= 0; i--)
904     {
905       struct loop *loop = &loops->array[i];
906
907       if (! loop->invalid && loop->end)
908         {
909           scan_loop (loop, flags);
910           ggc_collect ();
911         }
912     }
913
914   end_alias_analysis ();
915
916   /* Clean up.  */
917   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
918     free (loops_info[i].mems);
919   
920   free (uid_luid);
921   free (uid_loop);
922   free (loops_info);
923   free (loops->array);
924 }
925 \f
926 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
927    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
928    respectively.  LOOP->TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
929    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
930    bottom.  */
931
932 static rtx
933 next_insn_in_loop (const struct loop *loop, rtx insn)
934 {
935   insn = NEXT_INSN (insn);
936
937   if (insn == loop->end)
938     {
939       if (loop->top)
940         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
941         insn = loop->top;
942       else
943         /* We're done.  */
944         insn = NULL_RTX;
945     }
946
947   if (insn == loop->scan_start)
948     /* We're done.  */
949     insn = NULL_RTX;
950
951   return insn;
952 }
953
954 /* Find any register references hidden inside X and add them to
955    the dependency list DEPS.  This is used to look inside CLOBBER (MEM
956    when checking whether a PARALLEL can be pulled out of a loop.  */
957
958 static rtx
959 find_regs_nested (rtx deps, rtx x)
960 {
961   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
962   if (code == REG)
963     deps = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, deps);
964   else
965     {
966       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
967       int i, j;
968       for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
969         {
970           if (fmt[i] == 'e')
971             deps = find_regs_nested (deps, XEXP (x, i));
972           else if (fmt[i] == 'E')
973             for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
974               deps = find_regs_nested (deps, XVECEXP (x, i, j));
975         }
976     }
977   return deps;
978 }
979
980 /* Optimize one loop described by LOOP.  */
981
982 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
983    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
984    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
985    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
986    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
987
988 static void
989 scan_loop (struct loop *loop, int flags)
990 {
991   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
992   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
993   int i;
994   rtx loop_start = loop->start;
995   rtx loop_end = loop->end;
996   rtx p;
997   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
998   int maybe_never = 0;
999   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
1000      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
1001   int call_passed = 0;
1002   /* Number of insns in the loop.  */
1003   int insn_count;
1004   int tem;
1005   rtx temp, update_start, update_end;
1006   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
1007   rtx set, set1;
1008   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
1009   struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
1010   /* Ratio of extra register life span we can justify
1011      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
1012      since in that case saving an insn makes more difference
1013      and more registers are available.  */
1014   int threshold;
1015   int in_libcall;
1016
1017   loop->top = 0;
1018
1019   movables->head = 0;
1020   movables->last = 0;
1021
1022   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
1023      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
1024      that is too complex to duplicate in front of the loop.
1025
1026      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
1027      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
1028      (because we might have a loop executed only once that contains a
1029      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
1030      (in case we have a degenerate loop).
1031
1032      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
1033      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
1034      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
1035      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
1036      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
1037
1038   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
1039        p != loop_end
1040          && !LABEL_P (p) && ! INSN_P (p)
1041          && (!NOTE_P (p)
1042              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
1043                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
1044        p = NEXT_INSN (p))
1045     ;
1046
1047   loop->scan_start = p;
1048
1049   /* If loop end is the end of the current function, then emit a
1050      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set loop->sink to the dummy
1051      note insn.  This is the position we use when sinking insns out of
1052      the loop.  */
1053   if (NEXT_INSN (loop->end) != 0)
1054     loop->sink = NEXT_INSN (loop->end);
1055   else
1056     loop->sink = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop->end);
1057
1058   /* Set up variables describing this loop.  */
1059   prescan_loop (loop);
1060   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
1061
1062   /* If loop has a jump before the first label,
1063      the true entry is the target of that jump.
1064      Start scan from there.
1065      But record in LOOP->TOP the place where the end-test jumps
1066      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
1067   if (JUMP_P (p)
1068       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
1069       && any_uncondjump_p (p)
1070       && JUMP_LABEL (p) != 0
1071       /* Check to see whether the jump actually
1072          jumps out of the loop (meaning it's no loop).
1073          This case can happen for things like
1074          do {..} while (0).  If this label was generated previously
1075          by loop, we can't tell anything about it and have to reject
1076          the loop.  */
1077       && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, loop_end))
1078     {
1079       loop->top = next_label (loop->scan_start);
1080       loop->scan_start = JUMP_LABEL (p);
1081     }
1082
1083   /* If LOOP->SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
1084      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
1085      test may never be true, but it's best to play it safe.)
1086
1087      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
1088      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
1089      test above.  */
1090
1091   if (INSN_UID (loop->scan_start) >= max_uid_for_loop
1092       || !LABEL_P (loop->scan_start))
1093     {
1094       if (loop_dump_stream)
1095         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
1096                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end));
1097       return;
1098     }
1099
1100   /* Allocate extra space for REGs that might be created by load_mems.
1101      We allocate a little extra slop as well, in the hopes that we
1102      won't have to reallocate the regs array.  */
1103   loop_regs_scan (loop, loop_info->mems_idx + 16);
1104   insn_count = count_insns_in_loop (loop);
1105
1106   if (loop_dump_stream)
1107     fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
1108              INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end), insn_count);
1109
1110   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
1111      Set REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP negative for the reg I being set, so that
1112      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
1113      We consider whether subsequent insns use the reg
1114      in deciding whether it is worth actually moving.
1115
1116      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
1117      and therefore it is possible that the insns we are scanning
1118      would never be executed.  At such times, we must make sure
1119      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
1120      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
1121      so that is not a problem.  */
1122
1123   for (in_libcall = 0, p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
1124        p != NULL_RTX;
1125        p = next_insn_in_loop (loop, p))
1126     {
1127       if (in_libcall && INSN_P (p) && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1128         in_libcall--;
1129       if (NONJUMP_INSN_P (p))
1130         {
1131           /* Do not scan past an optimization barrier.  */
1132           if (GET_CODE (PATTERN (p)) == ASM_INPUT)
1133             break;
1134           temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
1135           if (temp)
1136             in_libcall++;
1137           if (! in_libcall
1138               && (set = single_set (p))
1139               && REG_P (SET_DEST (set))
1140               && SET_DEST (set) != frame_pointer_rtx
1141 #ifdef PIC_OFFSET_TABLE_REG_CALL_CLOBBERED
1142               && SET_DEST (set) != pic_offset_table_rtx
1143 #endif
1144               && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
1145             {
1146               int tem1 = 0;
1147               int tem2 = 0;
1148               int move_insn = 0;
1149               int insert_temp = 0;
1150               rtx src = SET_SRC (set);
1151               rtx dependencies = 0;
1152
1153               /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a
1154                  REG_EQUIV note is given or if a REG_EQUAL note with a
1155                  constant operand is specified, use it as the source and
1156                  mark that we should move this insn by calling
1157                  emit_move_insn rather that duplicating the insn.
1158
1159                  Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL
1160                  note is present.  */
1161               temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1162               if (temp)
1163                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1164               else
1165                 {
1166                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1167                   if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1168                     src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1169                   if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1170                     {
1171                       src = XEXP (temp, 0);
1172                       /* A libcall block can use regs that don't appear in
1173                          the equivalent expression.  To move the libcall,
1174                          we must move those regs too.  */
1175                       dependencies = libcall_other_reg (p, src);
1176                     }
1177                 }
1178
1179               /* For parallels, add any possible uses to the dependencies, as
1180                  we can't move the insn without resolving them first.
1181                  MEMs inside CLOBBERs may also reference registers; these
1182                  count as implicit uses.  */
1183               if (GET_CODE (PATTERN (p)) == PARALLEL)
1184                 {
1185                   for (i = 0; i < XVECLEN (PATTERN (p), 0); i++)
1186                     {
1187                       rtx x = XVECEXP (PATTERN (p), 0, i);
1188                       if (GET_CODE (x) == USE)
1189                         dependencies
1190                           = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, XEXP (x, 0),
1191                                                dependencies);
1192                       else if (GET_CODE (x) == CLOBBER 
1193                                && MEM_P (XEXP (x, 0)))
1194                         dependencies = find_regs_nested (dependencies, 
1195                                                   XEXP (XEXP (x, 0), 0));
1196                     }
1197                 }
1198
1199               if (/* The register is used in basic blocks other
1200                       than the one where it is set (meaning that
1201                       something after this point in the loop might
1202                       depend on its value before the set).  */
1203                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
1204                    /* And the set is not guaranteed to be executed once
1205                       the loop starts, or the value before the set is
1206                       needed before the set occurs...
1207
1208                       ??? Note we have quadratic behavior here, mitigated
1209                       by the fact that the previous test will often fail for
1210                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
1211                       each time for register usage, we should build tables
1212                       of the register usage and use them here instead.  */
1213                    && (maybe_never
1214                        || loop_reg_used_before_p (loop, set, p)))
1215                 /* It is unsafe to move the set.  However, it may be OK to
1216                    move the source into a new pseudo, and substitute a
1217                    reg-to-reg copy for the original insn.
1218
1219                    This code used to consider it OK to move a set of a variable
1220                    which was not created by the user and not used in an exit
1221                    test.
1222                    That behavior is incorrect and was removed.  */
1223                 insert_temp = 1;
1224
1225               /* Don't try to optimize a MODE_CC set with a constant
1226                  source.  It probably will be combined with a conditional
1227                  jump.  */
1228               if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (set))) == MODE_CC
1229                   && CONSTANT_P (src))
1230                 ;
1231               /* Don't try to optimize a register that was made
1232                  by loop-optimization for an inner loop.
1233                  We don't know its life-span, so we can't compute
1234                  the benefit.  */
1235               else if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
1236                 ;
1237               /* Don't move the source and add a reg-to-reg copy:
1238                  - with -Os (this certainly increases size),
1239                  - if the mode doesn't support copy operations (obviously),
1240                  - if the source is already a reg (the motion will gain nothing),
1241                  - if the source is a legitimate constant (likewise),
1242                  - if the dest is a hard register (may be unrecognizable).  */
1243               else if (insert_temp
1244                        && (optimize_size
1245                            || ! can_copy_p (GET_MODE (SET_SRC (set)))
1246                            || REG_P (SET_SRC (set))
1247                            || (CONSTANT_P (SET_SRC (set))
1248                                && LEGITIMATE_CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
1249                            || REGNO (SET_DEST (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER))
1250                 ;
1251               else if ((tem = loop_invariant_p (loop, src))
1252                        && (dependencies == 0
1253                            || (tem2
1254                                = loop_invariant_p (loop, dependencies)) != 0)
1255                        && (regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop == 1
1256                            || (tem1
1257                                = consec_sets_invariant_p
1258                                (loop, SET_DEST (set),
1259                                 regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop,
1260                                 p)))
1261                        /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
1262                           can't move it unless it's guaranteed to be executed
1263                           once loop is entered.  Even a function call might
1264                           prevent the trap insn from being reached
1265                           (since it might exit!)  */
1266                        && ! ((maybe_never || call_passed)
1267                              && may_trap_p (src)))
1268                 {
1269                   struct movable *m;
1270                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1271                   rtx user, user_set;
1272
1273                   /* A potential lossage is where we have a case where two
1274                      insns can be combined as long as they are both in the
1275                      loop, but we move one of them outside the loop.  For
1276                      large loops, this can lose.  The most common case of
1277                      this is the address of a function being called.
1278
1279                      Therefore, if this register is marked as being used
1280                      exactly once if we are in a loop with calls
1281                      (a "large loop"), see if we can replace the usage of
1282                      this register with the source of this SET.  If we can,
1283                      delete this insn.
1284
1285                      Don't do this if:
1286                       (1) P has a REG_RETVAL note or
1287                       (2) if we have SMALL_REGISTER_CLASSES and
1288                         (a) SET_SRC is a hard register or
1289                         (b) the destination of the user is a hard register.  */
1290
1291                   if (loop_info->has_call
1292                       && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER 
1293                       && (user = regs->array[regno].single_usage) != NULL
1294                       && user != const0_rtx
1295                       && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
1296                       && REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (user)
1297                       && regs->array[regno].set_in_loop == 1
1298                       && GET_CODE (SET_SRC (set)) != ASM_OPERANDS
1299                       && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
1300                       && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
1301                       && (!SMALL_REGISTER_CLASSES
1302                           || !REG_P (SET_SRC (set))
1303                           || !HARD_REGISTER_P (SET_SRC (set)))
1304                       && (!SMALL_REGISTER_CLASSES
1305                           || !NONJUMP_INSN_P (user)
1306                           || !(user_set = single_set (user))
1307                           || !REG_P (SET_DEST (user_set))
1308                           || !HARD_REGISTER_P (SET_DEST (user_set)))
1309                       /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
1310                          a call-clobbered register and the life of REGNO
1311                          might span a call.  */
1312                       && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p, user)
1313                       && no_labels_between_p (p, user)
1314                       && validate_replace_rtx (SET_DEST (set),
1315                                                SET_SRC (set), user))
1316                     {
1317                       /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy
1318                          the new source, so that we don't get rtx sharing
1319                          between the SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
1320                       REG_NOTES (user)
1321                         = replace_rtx (REG_NOTES (user), SET_DEST (set),
1322                                        copy_rtx (SET_SRC (set)));
1323
1324                       delete_insn (p);
1325                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1326                            i++)
1327                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
1328                       continue;
1329                     }
1330
1331                   m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1332                   m->next = 0;
1333                   m->insn = p;
1334                   m->set_src = src;
1335                   m->dependencies = dependencies;
1336                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1337                   m->force = 0;
1338                   m->consec
1339                     = regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop - 1;
1340                   m->done = 0;
1341                   m->forces = 0;
1342                   m->partial = 0;
1343                   m->move_insn = move_insn;
1344                   m->move_insn_first = 0;
1345                   m->insert_temp = insert_temp;
1346                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1347                   m->savemode = VOIDmode;
1348                   m->regno = regno;
1349                   /* Set M->cond if either loop_invariant_p
1350                      or consec_sets_invariant_p returned 2
1351                      (only conditionally invariant).  */
1352                   m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
1353                   m->global =  LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno);
1354                   m->match = 0;
1355                   m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1356                   m->savings = regs->array[regno].n_times_set;
1357                   if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1358                     m->savings += libcall_benefit (p);
1359                   for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set)); i++)
1360                     regs->array[regno+i].set_in_loop = move_insn ? -2 : -1;
1361                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1362                   loop_movables_add (movables, m);
1363
1364                   if (m->consec > 0)
1365                     {
1366                       /* It is possible for the first instruction to have a
1367                          REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
1368                          remember the status of the first instruction in case
1369                          the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
1370                       m->move_insn_first = m->move_insn;
1371
1372                       /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
1373                       p = next_nonnote_insn (p);
1374                       /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
1375                       p = skip_consec_insns (p, m->consec);
1376                       /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
1377                       p = prev_nonnote_insn (p);
1378
1379                       /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and
1380                          possibly m->set_src to correspond to the effects of
1381                          all the insns.  */
1382                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1383                       if (temp)
1384                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1385                       else
1386                         {
1387                           temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1388                           if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1389                             m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1390                           else
1391                             m->move_insn = 0;
1392
1393                         }
1394                       m->is_equiv
1395                         = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1396                     }
1397                 }
1398               /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1399                  or set to zero, then its high bytes are constant.
1400                  So clear them outside the loop and within the loop
1401                  just load the low bytes.
1402                  We must check that the machine has an instruction to do so.
1403                  Also, if the value loaded into the register
1404                  depends on the same register, this cannot be done.  */
1405               else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1406                        && NONJUMP_INSN_P (NEXT_INSN (p))
1407                        && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1408                        && GET_CODE (set1) == SET
1409                        && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1410                        && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1411                        && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1412                            == SET_DEST (set))
1413                        && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1414                 {
1415                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1416                   if (regs->array[regno].set_in_loop == 2)
1417                     {
1418                       struct movable *m;
1419                       m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1420                       m->next = 0;
1421                       m->insn = p;
1422                       m->set_dest = SET_DEST (set);
1423                       m->dependencies = 0;
1424                       m->force = 0;
1425                       m->consec = 0;
1426                       m->done = 0;
1427                       m->forces = 0;
1428                       m->move_insn = 0;
1429                       m->move_insn_first = 0;
1430                       m->insert_temp = insert_temp;
1431                       m->partial = 1;
1432                       /* If the insn may not be executed on some cycles,
1433                          we can't clear the whole reg; clear just high part.
1434                          Not even if the reg is used only within this loop.
1435                          Consider this:
1436                          while (1)
1437                            while (s != t) {
1438                              if (foo ()) x = *s;
1439                              use (x);
1440                            }
1441                          Clearing x before the inner loop could clobber a value
1442                          being saved from the last time around the outer loop.
1443                          However, if the reg is not used outside this loop
1444                          and all uses of the register are in the same
1445                          basic block as the store, there is no problem.
1446
1447                          If this insn was made by loop, we don't know its
1448                          INSN_LUID and hence must make a conservative
1449                          assumption.  */
1450                       m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1451                                    || LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno)
1452                                    || (labels_in_range_p
1453                                        (p, REGNO_FIRST_LUID (regno))));
1454                       if (maybe_never && m->global)
1455                         m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1456                       else
1457                         m->savemode = VOIDmode;
1458                       m->regno = regno;
1459                       m->cond = 0;
1460                       m->match = 0;
1461                       m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1462                       m->savings = 1;
1463                       for (i = 0;
1464                            i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1465                            i++)
1466                         regs->array[regno+i].set_in_loop = -1;
1467                       /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1468                       loop_movables_add (movables, m);
1469                     }
1470                 }
1471             }
1472         }
1473       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1474          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1475          Constant and pure call insns always return, so they don't count.  */
1476       else if (CALL_P (p) && ! CONST_OR_PURE_CALL_P (p))
1477         call_passed = 1;
1478       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1479          can't count on whether or how many times they will be
1480          executed during each iteration.  Therefore, we can
1481          only move out sets of trivial variables
1482          (those not used after the loop).  */
1483       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1484       else if ((LABEL_P (p) || JUMP_P (p))
1485                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1486                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1487                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1488                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1489                   followed by a barrier then the loop_end.  */
1490                && ! (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == loop->top
1491                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end
1492                      && any_uncondjump_p (p)))
1493         maybe_never = 1;
1494     }
1495
1496   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1497
1498   ignore_some_movables (movables);
1499
1500   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1501      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1502      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1503      since the second can be moved only if the first is.  */
1504
1505   force_movables (movables);
1506
1507   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1508      If there are, make all but the first point at the first one
1509      through the `match' field, and add the priorities of them
1510      all together as the priority of the first.  */
1511
1512   combine_movables (movables, regs);
1513
1514   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1515      Store 0 in regs->array[I].set_in_loop for each reg I that is moved.
1516
1517      For machines with few registers this increases code size, so do not
1518      move moveables when optimizing for code size on such machines.
1519      (The 18 below is the value for i386.)  */
1520
1521   if (!optimize_size
1522       || (reg_class_size[GENERAL_REGS] > 18 && !loop_info->has_call))
1523     {
1524       move_movables (loop, movables, threshold, insn_count);
1525
1526       /* Recalculate regs->array if move_movables has created new
1527          registers.  */
1528       if (max_reg_num () > regs->num)
1529         {
1530           loop_regs_scan (loop, 0);
1531           for (update_start = loop_start;
1532                PREV_INSN (update_start)
1533                && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1534                update_start = PREV_INSN (update_start))
1535             ;
1536           update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1537
1538           reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1539           loop_max_reg = max_reg_num ();
1540         }
1541     }
1542
1543   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1544      Change regs->array[I].set_in_loop to indicate that those are not actually
1545      invariant.  */
1546   for (i = 0; i < regs->num; i++)
1547     if (regs->array[i].set_in_loop < 0)
1548       regs->array[i].set_in_loop = regs->array[i].n_times_set;
1549
1550   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1551      hoist even more memory references.  */
1552   load_mems (loop);
1553
1554   /* Recalculate regs->array if load_mems has created new registers.  */
1555   if (max_reg_num () > regs->num)
1556     loop_regs_scan (loop, 0);
1557
1558   for (update_start = loop_start;
1559        PREV_INSN (update_start)
1560          && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1561        update_start = PREV_INSN (update_start))
1562     ;
1563   update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1564
1565   reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1566   loop_max_reg = max_reg_num ();
1567
1568   if (flag_strength_reduce)
1569     {
1570       if (update_end && LABEL_P (update_end))
1571         /* Ensure our label doesn't go away.  */
1572         LABEL_NUSES (update_end)++;
1573
1574       strength_reduce (loop, flags);
1575
1576       reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1577       loop_max_reg = max_reg_num ();
1578
1579       if (update_end && LABEL_P (update_end)
1580           && --LABEL_NUSES (update_end) == 0)
1581         delete_related_insns (update_end);
1582     }
1583
1584
1585   /* The movable information is required for strength reduction.  */
1586   loop_movables_free (movables);
1587
1588   free (regs->array);
1589   regs->array = 0;
1590   regs->num = 0;
1591 }
1592 \f
1593 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1594    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1595
1596 static void
1597 record_excess_regs (rtx in_this, rtx not_in_this, rtx *output)
1598 {
1599   enum rtx_code code;
1600   const char *fmt;
1601   int i;
1602
1603   code = GET_CODE (in_this);
1604
1605   switch (code)
1606     {
1607     case PC:
1608     case CC0:
1609     case CONST_INT:
1610     case CONST_DOUBLE:
1611     case CONST:
1612     case SYMBOL_REF:
1613     case LABEL_REF:
1614       return;
1615
1616     case REG:
1617       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1618           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1619         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1620       return;
1621
1622     default:
1623       break;
1624     }
1625
1626   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1627   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1628     {
1629       int j;
1630
1631       switch (fmt[i])
1632         {
1633         case 'E':
1634           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1635             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1636           break;
1637
1638         case 'e':
1639           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1640           break;
1641         }
1642     }
1643 }
1644 \f
1645 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1646    aside from those mentioned in the equivalent value.
1647    If there are none, return 0.
1648    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1649
1650 static rtx
1651 libcall_other_reg (rtx insn, rtx equiv)
1652 {
1653   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1654   rtx p = XEXP (note, 0);
1655   rtx output = 0;
1656
1657   /* First, find all the regs used in the libcall block
1658      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1659
1660   while (p != insn)
1661     {
1662       if (INSN_P (p))
1663         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1664       p = NEXT_INSN (p);
1665     }
1666
1667   return output;
1668 }
1669 \f
1670 /* Return 1 if all uses of REG
1671    are between INSN and the end of the basic block.  */
1672
1673 static int
1674 reg_in_basic_block_p (rtx insn, rtx reg)
1675 {
1676   int regno = REGNO (reg);
1677   rtx p;
1678
1679   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1680     return 0;
1681
1682   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1683   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1684     {
1685       switch (GET_CODE (p))
1686         {
1687         case NOTE:
1688           break;
1689
1690         case INSN:
1691         case CALL_INSN:
1692           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1693           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1694             return 1;
1695           break;
1696
1697         case JUMP_INSN:
1698           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1699           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1700             return 1;
1701           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1702           return 0;
1703
1704         case CODE_LABEL:
1705         case BARRIER:
1706           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1707           return 0;
1708
1709         default:
1710           break;
1711         }
1712     }
1713
1714   /* The "last use" that was recorded can't be found after the first
1715      use.  This can happen when the last use was deleted while
1716      processing an inner loop, this inner loop was then completely
1717      unrolled, and the outer loop is always exited after the inner loop,
1718      so that everything after the first use becomes a single basic block.  */
1719   return 1;
1720 }
1721 \f
1722 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1723    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1724    value directly or can contain a library call.  */
1725
1726 static int
1727 libcall_benefit (rtx last)
1728 {
1729   rtx insn;
1730   int benefit = 0;
1731
1732   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1733        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1734     {
1735       if (CALL_P (insn))
1736         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1737                                    routine.  */
1738       else if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1739                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1740                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1741         benefit++;
1742     }
1743
1744   return benefit;
1745 }
1746 \f
1747 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1748
1749 static rtx
1750 skip_consec_insns (rtx insn, int count)
1751 {
1752   for (; count > 0; count--)
1753     {
1754       rtx temp;
1755
1756       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1757       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1758          be an insn here.  */
1759       if (!NOTE_P (insn)
1760           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1761         insn = XEXP (temp, 0);
1762
1763       do
1764         insn = NEXT_INSN (insn);
1765       while (NOTE_P (insn));
1766     }
1767
1768   return insn;
1769 }
1770
1771 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1772    which is part of another movable.
1773    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1774    was made later and so appears later on the chain.  */
1775
1776 static void
1777 ignore_some_movables (struct loop_movables *movables)
1778 {
1779   struct movable *m, *m1;
1780
1781   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1782     {
1783       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1784       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1785       if (note)
1786         {
1787           rtx insn;
1788           /* Check for earlier movables inside that range,
1789              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1790              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1791              Rather than reject all such insns from movables, we just
1792              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1793              libcalls aren't that common).  */
1794           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1795             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1796               if (m1->insn == insn)
1797                 m1->done = 1;
1798         }
1799     }
1800 }
1801
1802 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1803    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1804    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1805    since the second can be moved only if the first is.  */
1806
1807 static void
1808 force_movables (struct loop_movables *movables)
1809 {
1810   struct movable *m, *m1;
1811
1812   for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
1813     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1814     if (!m1->partial && !m1->done)
1815       {
1816         int regno = m1->regno;
1817         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1818           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1819              register of M1 to be used after this insn?
1820              Since CSE does not update regno_last_uid,
1821              this insn M->insn might not be where it dies.
1822              But very likely this doesn't matter; what matters is
1823              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1824           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1825               && !m->done)
1826             break;
1827         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1828             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1829             && m->consec == 0)
1830           m = 0;
1831
1832         /* Increase the priority of the moving the first insn
1833            since it permits the second to be moved as well.
1834            Likewise for insns already forced by the first insn.  */
1835         if (m != 0)
1836           {
1837             struct movable *m2;
1838
1839             m->forces = m1;
1840             for (m2 = m1; m2; m2 = m2->forces)
1841               {
1842                 m2->lifetime += m->lifetime;
1843                 m2->savings += m->savings;
1844               }
1845           }
1846       }
1847 }
1848 \f
1849 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1850    one register.  */
1851
1852 static void
1853 combine_movables (struct loop_movables *movables, struct loop_regs *regs)
1854 {
1855   struct movable *m;
1856   char *matched_regs = xmalloc (regs->num);
1857   enum machine_mode mode;
1858
1859   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1860      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1861   /* Only pseudo registers are allowed to match or be matched,
1862      since move_movables does not validate the change.  */
1863   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1864
1865   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1866     if (m->match == 0 && regs->array[m->regno].n_times_set == 1
1867         && m->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1868         && !m->insert_temp
1869         && !m->partial)
1870       {
1871         struct movable *m1;
1872         int regno = m->regno;
1873
1874         memset (matched_regs, 0, regs->num);
1875         matched_regs[regno] = 1;
1876
1877         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1878            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1879         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1880           if (m != m1 && m1->match == 0
1881               && !m1->insert_temp
1882               && regs->array[m1->regno].n_times_set == 1
1883               && m1->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1884               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1885               && !m1->global
1886               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1887               && !m1->partial
1888               && (matched_regs[m1->regno]
1889                   ||
1890                   (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1891                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1892                    && ((REG_P (m1->set_src)
1893                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1894                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1895                                                 movables, regs))))
1896               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1897                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1898             {
1899               m->lifetime += m1->lifetime;
1900               m->savings += m1->savings;
1901               m1->done = 1;
1902               m1->match = m;
1903               matched_regs[m1->regno] = 1;
1904             }
1905       }
1906
1907   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1908      This can be done for those not marked `global'
1909      provided their lives don't overlap.  */
1910
1911   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1912        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1913     {
1914       struct movable *m0 = 0;
1915
1916       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1917          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1918       for (m = movables->head; m; m = m->next)
1919         if (m->partial && ! m->global
1920             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1921           {
1922             struct movable *m1;
1923
1924             int first = REGNO_FIRST_LUID (m->regno);
1925             int last = REGNO_LAST_LUID (m->regno);
1926
1927             if (m0 == 0)
1928               {
1929                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1930                 m0 = m;
1931                 continue;
1932               }
1933
1934             /* Make sure they extend to the same mode.
1935                (Almost always true.)  */
1936             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1937               continue;
1938
1939             /* We already have one: check for overlap with those
1940                already combined together.  */
1941             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1942               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1943                 if (! (REGNO_FIRST_LUID (m1->regno) > last
1944                        || REGNO_LAST_LUID (m1->regno) < first))
1945                   goto overlap;
1946
1947             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1948             m0->lifetime += m->lifetime;
1949             m0->savings += m->savings;
1950             m->done = 1;
1951             m->match = m0;
1952
1953           overlap:
1954             ;
1955           }
1956     }
1957
1958   /* Clean up.  */
1959   free (matched_regs);
1960 }
1961
1962 /* Returns the number of movable instructions in LOOP that were not
1963    moved outside the loop.  */
1964
1965 static int
1966 num_unmoved_movables (const struct loop *loop)
1967 {
1968   int num = 0;
1969   struct movable *m;
1970
1971   for (m = LOOP_MOVABLES (loop)->head; m; m = m->next)
1972     if (!m->done)
1973       ++num;
1974
1975   return num;
1976 }
1977
1978 \f
1979 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1980
1981 static int
1982 regs_match_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables)
1983 {
1984   unsigned int xn = REGNO (x);
1985   unsigned int yn = REGNO (y);
1986   struct movable *mx, *my;
1987
1988   for (mx = movables->head; mx; mx = mx->next)
1989     if (mx->regno == xn)
1990       break;
1991
1992   for (my = movables->head; my; my = my->next)
1993     if (my->regno == yn)
1994       break;
1995
1996   return (mx && my
1997           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1998               || mx->match == my
1999               || mx == my->match));
2000 }
2001
2002 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
2003    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
2004
2005    If two registers are matching movables or a movable register and an
2006    equivalent constant, consider them equal.  */
2007
2008 static int
2009 rtx_equal_for_loop_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables,
2010                       struct loop_regs *regs)
2011 {
2012   int i;
2013   int j;
2014   struct movable *m;
2015   enum rtx_code code;
2016   const char *fmt;
2017
2018   if (x == y)
2019     return 1;
2020   if (x == 0 || y == 0)
2021     return 0;
2022
2023   code = GET_CODE (x);
2024
2025   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
2026      equal.  */
2027   if (REG_P (x) && regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == -2
2028       && CONSTANT_P (y))
2029     {
2030       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2031         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
2032             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
2033           return 1;
2034     }
2035   else if (REG_P (y) && regs->array[REGNO (y)].set_in_loop == -2
2036            && CONSTANT_P (x))
2037     {
2038       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2039         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
2040             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
2041           return 1;
2042     }
2043
2044   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
2045   if (code != GET_CODE (y))
2046     return 0;
2047
2048   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
2049      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
2050
2051   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
2052     return 0;
2053
2054   /* These types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
2055   switch (code)
2056     {
2057     case PC:
2058     case CC0:
2059     case CONST_INT:
2060     case CONST_DOUBLE:
2061       return 0;
2062
2063     case REG:
2064       return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
2065
2066     case LABEL_REF:
2067       return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
2068     case SYMBOL_REF:
2069       return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
2070
2071     default:
2072       break;
2073     }
2074
2075   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
2076      fail to match, return 0 for the whole things.  */
2077
2078   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2079   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2080     {
2081       switch (fmt[i])
2082         {
2083         case 'w':
2084           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
2085             return 0;
2086           break;
2087
2088         case 'i':
2089           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
2090             return 0;
2091           break;
2092
2093         case 'E':
2094           /* Two vectors must have the same length.  */
2095           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
2096             return 0;
2097
2098           /* And the corresponding elements must match.  */
2099           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2100             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j),
2101                                       movables, regs) == 0)
2102               return 0;
2103           break;
2104
2105         case 'e':
2106           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables, regs)
2107               == 0)
2108             return 0;
2109           break;
2110
2111         case 's':
2112           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
2113             return 0;
2114           break;
2115
2116         case 'u':
2117           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
2118           break;
2119
2120         case '0':
2121           break;
2122
2123           /* It is believed that rtx's at this level will never
2124              contain anything but integers and other rtx's,
2125              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
2126         default:
2127           gcc_unreachable ();
2128         }
2129     }
2130   return 1;
2131 }
2132 \f
2133 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
2134    insns in INSNS which use the reference.  LABEL_NUSES for CODE_LABEL
2135    references is incremented once for each added note.  */
2136
2137 static void
2138 add_label_notes (rtx x, rtx insns)
2139 {
2140   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2141   int i, j;
2142   const char *fmt;
2143   rtx insn;
2144
2145   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2146     {
2147       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2148          avoid flow generating (slightly) worse code.
2149
2150          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2151          mark_jump_label for additional information).  */
2152       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2153         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
2154           {
2155             REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
2156                                                   REG_NOTES (insn));
2157             if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
2158               LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
2159           }
2160     }
2161
2162   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2163   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2164     {
2165       if (fmt[i] == 'e')
2166         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
2167       else if (fmt[i] == 'E')
2168         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2169           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
2170     }
2171 }
2172 \f
2173 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
2174    If two matching movables are combined, replace one reg with the
2175    other throughout.  */
2176
2177 static void
2178 move_movables (struct loop *loop, struct loop_movables *movables,
2179                int threshold, int insn_count)
2180 {
2181   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
2182   int nregs = regs->num;
2183   rtx new_start = 0;
2184   struct movable *m;
2185   rtx p;
2186   rtx loop_start = loop->start;
2187   rtx loop_end = loop->end;
2188   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
2189      when we move several insns that load the same value
2190      into different pseudo-registers.  */
2191   rtx *reg_map = xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
2192   char *already_moved = xcalloc (nregs, sizeof (char));
2193
2194   for (m = movables->head; m; m = m->next)
2195     {
2196       /* Describe this movable insn.  */
2197
2198       if (loop_dump_stream)
2199         {
2200           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
2201                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
2202           if (m->consec > 0)
2203             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
2204           if (m->cond)
2205             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
2206           if (m->force)
2207             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
2208           if (m->global)
2209             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
2210           if (m->done)
2211             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
2212           if (m->move_insn)
2213             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
2214           if (m->match)
2215             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
2216                      INSN_UID (m->match->insn));
2217           if (m->forces)
2218             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
2219                      INSN_UID (m->forces->insn));
2220         }
2221
2222       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
2223          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
2224
2225       if (!m->done
2226           && (! m->cond
2227               || (1 == loop_invariant_p (loop, m->set_src)
2228                   && (m->dependencies == 0
2229                       || 1 == loop_invariant_p (loop, m->dependencies))
2230                   && (m->consec == 0
2231                       || 1 == consec_sets_invariant_p (loop, m->set_dest,
2232                                                        m->consec + 1,
2233                                                        m->insn))))
2234           && (! m->forces || m->forces->done))
2235         {
2236           int regno;
2237           rtx p;
2238           int savings = m->savings;
2239
2240           /* We have an insn that is safe to move.
2241              Compute its desirability.  */
2242
2243           p = m->insn;
2244           regno = m->regno;
2245
2246           if (loop_dump_stream)
2247             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
2248
2249           if (regs->array[regno].moved_once && loop_dump_stream)
2250             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
2251
2252           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
2253              which is safe only if this one is moved too: that is,
2254              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
2255
2256           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
2257              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
2258              If it's not desirable, it means the loop is so big
2259              that moving won't speed things up much,
2260              and it is liable to make register usage worse.  */
2261
2262           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
2263              extra cost because something else was already moved.  */
2264
2265           if (already_moved[regno]
2266               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
2267                  (regs->array[regno].moved_once ? insn_count * 2 : insn_count)
2268               || (m->forces && m->forces->done
2269                   && regs->array[m->forces->regno].n_times_set == 1))
2270             {
2271               int count;
2272               struct movable *m1;
2273               rtx first = NULL_RTX;
2274               rtx newreg = NULL_RTX;
2275
2276               if (m->insert_temp)
2277                 newreg = gen_reg_rtx (GET_MODE (m->set_dest));
2278
2279               /* Now move the insns that set the reg.  */
2280
2281               if (m->partial && m->match)
2282                 {
2283                   rtx newpat, i1;
2284                   rtx r1, r2;
2285                   /* Find the end of this chain of matching regs.
2286                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
2287                      And that reg is loaded with 0 directly,
2288                      since it has ->match == 0.  */
2289                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
2290                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
2291                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
2292                   i1 = loop_insn_hoist (loop, newpat);
2293
2294                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
2295                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
2296                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
2297                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
2298                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
2299                   regs_may_share
2300                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
2301                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
2302                                                             regs_may_share));
2303                   delete_insn (m->insn);
2304
2305                   if (new_start == 0)
2306                     new_start = i1;
2307
2308                   if (loop_dump_stream)
2309                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2310                 }
2311               /* If we are to re-generate the item being moved with a
2312                  new move insn, first delete what we have and then emit
2313                  the move insn before the loop.  */
2314               else if (m->move_insn)
2315                 {
2316                   rtx i1, temp, seq;
2317
2318                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2319                     {
2320                       if (!NOTE_P (p))
2321                         {
2322                           /* If this is the first insn of a library
2323                              call sequence, something is very
2324                              wrong.  */
2325                           gcc_assert (!find_reg_note
2326                                       (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX));
2327
2328                           /* If this is the last insn of a libcall
2329                              sequence, then delete every insn in the
2330                              sequence except the last.  The last insn
2331                              is handled in the normal manner.  */
2332                           temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX);
2333                           
2334                           if (temp)
2335                             {
2336                               temp = XEXP (temp, 0);
2337                               while (temp != p)
2338                                 temp = delete_insn (temp);
2339                             }
2340                         }
2341
2342                       temp = p;
2343                       p = delete_insn (p);
2344
2345                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2346                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2347                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2348                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2349                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2350                          insn stream.  */
2351                       while (p && NOTE_P (p))
2352                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2353
2354                       if (m->insert_temp)
2355                         {
2356                           /* Replace the original insn with a move from
2357                              our newly created temp.  */
2358                           start_sequence ();
2359                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2360                           seq = get_insns ();
2361                           end_sequence ();
2362                           emit_insn_before (seq, p);
2363                         }
2364                     }
2365
2366                   start_sequence ();
2367                   emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2368                                   m->set_src);
2369                   seq = get_insns ();
2370                   end_sequence ();
2371
2372                   add_label_notes (m->set_src, seq);
2373
2374                   i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2375                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2376                     set_unique_reg_note (i1,
2377                                          m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
2378                                          m->set_src);
2379
2380                   if (loop_dump_stream)
2381                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2382
2383                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2384                   threshold -= 3;
2385                 }
2386               else
2387                 {
2388                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2389                     {
2390                       rtx i1, temp;
2391
2392                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
2393                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
2394                          be an insn here.  */
2395                       if (!NOTE_P (p)
2396                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2397                         p = XEXP (temp, 0);
2398
2399                       /* If last insn of libcall sequence, move all
2400                          insns except the last before the loop.  The last
2401                          insn is handled in the normal manner.  */
2402                       if (!NOTE_P (p)
2403                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2404                         {
2405                           rtx fn_address = 0;
2406                           rtx fn_reg = 0;
2407                           rtx fn_address_insn = 0;
2408
2409                           first = 0;
2410                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
2411                                temp = NEXT_INSN (temp))
2412                             {
2413                               rtx body;
2414                               rtx n;
2415                               rtx next;
2416
2417                               if (NOTE_P (temp))
2418                                 continue;
2419
2420                               body = PATTERN (temp);
2421
2422                               /* Find the next insn after TEMP,
2423                                  not counting USE or NOTE insns.  */
2424                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
2425                                    next = NEXT_INSN (next))
2426                                 if (! (NONJUMP_INSN_P (next)
2427                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
2428                                     && !NOTE_P (next))
2429                                   break;
2430
2431                               /* If that is the call, this may be the insn
2432                                  that loads the function address.
2433
2434                                  Extract the function address from the insn
2435                                  that loads it into a register.
2436                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
2437
2438                                  So emit a new move insn that copies the
2439                                  function address into the register that the
2440                                  call insn will use.  flow.c will delete any
2441                                  redundant stores that we have created.  */
2442                               if (CALL_P (next)
2443                                   && GET_CODE (body) == SET
2444                                   && REG_P (SET_DEST (body))
2445                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
2446                                                          NULL_RTX)))
2447                                 {
2448                                   fn_reg = SET_SRC (body);
2449                                   if (!REG_P (fn_reg))
2450                                     fn_reg = SET_DEST (body);
2451                                   fn_address = XEXP (n, 0);
2452                                   fn_address_insn = temp;
2453                                 }
2454                               /* We have the call insn.
2455                                  If it uses the register we suspect it might,
2456                                  load it with the correct address directly.  */
2457                               if (CALL_P (temp)
2458                                   && fn_address != 0
2459                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2460                                 loop_insn_emit_after (loop, 0, fn_address_insn,
2461                                                       gen_move_insn
2462                                                       (fn_reg, fn_address));
2463
2464                               if (CALL_P (temp))
2465                                 {
2466                                   i1 = loop_call_insn_hoist (loop, body);
2467                                   /* Because the USAGE information potentially
2468                                      contains objects other than hard registers
2469                                      we need to copy it.  */
2470                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2471                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2472                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2473                                 }
2474                               else
2475                                 i1 = loop_insn_hoist (loop, body);
2476                               if (first == 0)
2477                                 first = i1;
2478                               if (temp == fn_address_insn)
2479                                 fn_address_insn = i1;
2480                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2481                               REG_NOTES (temp) = NULL;
2482                               delete_insn (temp);
2483                             }
2484                           if (new_start == 0)
2485                             new_start = first;
2486                         }
2487                       if (m->savemode != VOIDmode)
2488                         {
2489                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2490                              the bits that are not covered by the mode
2491                              m->savemode.  */
2492                           rtx reg = m->set_dest;
2493                           rtx sequence;
2494                           rtx tem;
2495
2496                           start_sequence ();
2497                           tem = expand_simple_binop
2498                             (GET_MODE (reg), AND, reg,
2499                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2500                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2501                                       - 1),
2502                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2503                           gcc_assert (tem);
2504                           if (tem != reg)
2505                             emit_move_insn (reg, tem);
2506                           sequence = get_insns ();
2507                           end_sequence ();
2508                           i1 = loop_insn_hoist (loop, sequence);
2509                         }
2510                       else if (CALL_P (p))
2511                         {
2512                           i1 = loop_call_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2513                           /* Because the USAGE information potentially
2514                              contains objects other than hard registers
2515                              we need to copy it.  */
2516                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2517                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2518                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2519                         }
2520                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2521                         {
2522                           rtx seq;
2523                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2524                              use the REG_EQUAL note.  */
2525                           start_sequence ();
2526                           emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2527                                           m->set_src);
2528                           seq = get_insns ();
2529                           end_sequence ();
2530
2531                           add_label_notes (m->set_src, seq);
2532
2533                           i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2534                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2535                             set_unique_reg_note (i1, m->is_equiv ? REG_EQUIV
2536                                                      : REG_EQUAL, m->set_src);
2537                         }
2538                       else if (m->insert_temp)
2539                         {
2540                           rtx *reg_map2 = xcalloc (REGNO (newreg),
2541                                                    sizeof(rtx));
2542                           reg_map2 [m->regno] = newreg;
2543
2544                           i1 = loop_insn_hoist (loop, copy_rtx (PATTERN (p)));
2545                           replace_regs (i1, reg_map2, REGNO (newreg), 1);
2546                           free (reg_map2);
2547                         }
2548                       else
2549                         i1 = loop_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2550
2551                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2552                         {
2553                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2554                           REG_NOTES (p) = NULL;
2555
2556                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2557                              is not loop invariant, then delete it, since it
2558                              may cause problems with later optimization passes.
2559                              It is possible for cse to create such notes
2560                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2561
2562                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2563                               && ! loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0)))
2564                             remove_note (i1, temp);
2565                         }
2566
2567                       if (new_start == 0)
2568                         new_start = i1;
2569
2570                       if (loop_dump_stream)
2571                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2572                                  INSN_UID (i1));
2573
2574                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2575                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2576                          and REG_RETVAL on I1.  */
2577                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2578                         {
2579                           XEXP (temp, 0) = first;
2580                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2581                           XEXP (temp, 0) = i1;
2582                         }
2583
2584                       temp = p;
2585                       delete_insn (p);
2586                       p = NEXT_INSN (p);
2587
2588                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2589                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2590                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2591                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2592                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2593                          insn stream.  */
2594                       while (p && NOTE_P (p))
2595                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2596
2597                       if (m->insert_temp)
2598                         {
2599                           rtx seq;
2600                           /* Replace the original insn with a move from
2601                              our newly created temp.  */
2602                           start_sequence ();
2603                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2604                           seq = get_insns ();
2605                           end_sequence ();
2606                           emit_insn_before (seq, p);
2607                         }
2608                     }
2609
2610                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2611                   threshold -= 3;
2612                 }
2613
2614               m->done = 1;
2615
2616               if (!m->insert_temp)
2617                 {
2618                   /* Any other movable that loads the same register
2619                      MUST be moved.  */
2620                   already_moved[regno] = 1;
2621
2622                   /* This reg has been moved out of one loop.  */
2623                   regs->array[regno].moved_once = 1;
2624
2625                   /* The reg set here is now invariant.  */
2626                   if (! m->partial)
2627                     {
2628                       int i;
2629                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m->set_dest); i++)
2630                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
2631                     }
2632
2633                   /* Change the length-of-life info for the register
2634                      to say it lives at least the full length of this loop.
2635                      This will help guide optimizations in outer loops.  */
2636
2637                   if (REGNO_FIRST_LUID (regno) > INSN_LUID (loop_start))
2638                     /* This is the old insn before all the moved insns.
2639                        We can't use the moved insn because it is out of range
2640                        in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2641                     REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2642                   if (REGNO_LAST_LUID (regno) < INSN_LUID (loop_end))
2643                     REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (loop_end);
2644                 }
2645
2646               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2647
2648               if (! m->partial)
2649                 for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
2650                   if (m1->match == m)
2651                     {
2652                       rtx temp;
2653
2654                       reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2655
2656                       /* Get rid of the matching insn
2657                          and prevent further processing of it.  */
2658                       m1->done = 1;
2659
2660                       /* If library call, delete all insns.  */
2661                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2662                                                  NULL_RTX)))
2663                         delete_insn_chain (XEXP (temp, 0), m1->insn);
2664                       else
2665                         delete_insn (m1->insn);
2666
2667                       /* Any other movable that loads the same register
2668                          MUST be moved.  */
2669                       already_moved[m1->regno] = 1;
2670
2671                       /* The reg merged here is now invariant,
2672                          if the reg it matches is invariant.  */
2673                       if (! m->partial)
2674                         {
2675                           int i;
2676                           for (i = 0;
2677                                i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m1->set_dest);
2678                                i++)
2679                             regs->array[m1->regno+i].set_in_loop = 0;
2680                         }
2681                     }
2682             }
2683           else if (loop_dump_stream)
2684             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2685         }
2686       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2687         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2688
2689       if (loop_dump_stream)
2690         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2691     }
2692
2693   if (new_start == 0)
2694     new_start = loop_start;
2695
2696   /* Go through all the instructions in the loop, making
2697      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2698   for (p = new_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2699     if (INSN_P (p))
2700       {
2701         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2702         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2703         INSN_CODE (p) = -1;
2704       }
2705
2706   /* Clean up.  */
2707   free (reg_map);
2708   free (already_moved);
2709 }
2710
2711
2712 static void
2713 loop_movables_add (struct loop_movables *movables, struct movable *m)
2714 {
2715   if (movables->head == 0)
2716     movables->head = m;
2717   else
2718     movables->last->next = m;
2719   movables->last = m;
2720 }
2721
2722
2723 static void
2724 loop_movables_free (struct loop_movables *movables)
2725 {
2726   struct movable *m;
2727   struct movable *m_next;
2728
2729   for (m = movables->head; m; m = m_next)
2730     {
2731       m_next = m->next;
2732       free (m);
2733     }
2734 }
2735 \f
2736 #if 0
2737 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2738    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2739
2740 static void
2741 replace_call_address (rtx x, rtx reg, rtx addr)
2742 {
2743   enum rtx_code code;
2744   int i;
2745   const char *fmt;
2746
2747   if (x == 0)
2748     return;
2749   code = GET_CODE (x);
2750   switch (code)
2751     {
2752     case PC:
2753     case CC0:
2754     case CONST_INT:
2755     case CONST_DOUBLE:
2756     case CONST:
2757     case SYMBOL_REF:
2758     case LABEL_REF:
2759     case REG:
2760       return;
2761
2762     case SET:
2763       /* Short cut for very common case.  */
2764       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2765       return;
2766
2767     case CALL:
2768       /* Short cut for very common case.  */
2769       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2770       return;
2771
2772     case MEM:
2773       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2774          something is wrong.  */
2775       gcc_assert (XEXP (x, 0) == reg);
2776       XEXP (x, 0) = addr;
2777       return;
2778
2779     default:
2780       break;
2781     }
2782
2783   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2784   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2785     {
2786       if (fmt[i] == 'e')
2787         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2788       else if (fmt[i] == 'E')
2789         {
2790           int j;
2791           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2792             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2793         }
2794     }
2795 }
2796 #endif
2797 \f
2798 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2799    in the rtx X.  */
2800
2801 static int
2802 count_nonfixed_reads (const struct loop *loop, rtx x)
2803 {
2804   enum rtx_code code;
2805   int i;
2806   const char *fmt;
2807   int value;
2808
2809   if (x == 0)
2810     return 0;
2811
2812   code = GET_CODE (x);
2813   switch (code)
2814     {
2815     case PC:
2816     case CC0:
2817     case CONST_INT:
2818     case CONST_DOUBLE:
2819     case CONST:
2820     case SYMBOL_REF:
2821     case LABEL_REF:
2822     case REG:
2823       return 0;
2824
2825     case MEM:
2826       return ((loop_invariant_p (loop, XEXP (x, 0)) != 1)
2827               + count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, 0)));
2828
2829     default:
2830       break;
2831     }
2832
2833   value = 0;
2834   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2835   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2836     {
2837       if (fmt[i] == 'e')
2838         value += count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, i));
2839       if (fmt[i] == 'E')
2840         {
2841           int j;
2842           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2843             value += count_nonfixed_reads (loop, XVECEXP (x, i, j));
2844         }
2845     }
2846   return value;
2847 }
2848 \f
2849 /* Scan a loop setting the elements `loops_enclosed',
2850    `has_call', `has_nonconst_call', `has_volatile', `has_tablejump',
2851    `unknown_address_altered', `unknown_constant_address_altered', and
2852    `num_mem_sets' in LOOP.  Also, fill in the array `mems' and the
2853    list `store_mems' in LOOP.  */
2854
2855 static void
2856 prescan_loop (struct loop *loop)
2857 {
2858   int level = 1;
2859   rtx insn;
2860   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
2861   rtx start = loop->start;
2862   rtx end = loop->end;
2863   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2864      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2865      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2866      might end up between the two.  */
2867   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2868
2869   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2870   loop_info->pre_header_has_call = 0;
2871   loop_info->has_call = 0;
2872   loop_info->has_nonconst_call = 0;
2873   loop_info->has_prefetch = 0;
2874   loop_info->has_volatile = 0;
2875   loop_info->has_tablejump = 0;
2876   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2877   loop->level = 1;
2878
2879   loop_info->unknown_address_altered = 0;
2880   loop_info->unknown_constant_address_altered = 0;
2881   loop_info->store_mems = NULL_RTX;
2882   loop_info->first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2883   loop_info->mems_idx = 0;
2884   loop_info->num_mem_sets = 0;
2885
2886   for (insn = start; insn && !LABEL_P (insn);
2887        insn = PREV_INSN (insn))
2888     {
2889       if (CALL_P (insn))
2890         {
2891           loop_info->pre_header_has_call = 1;
2892           break;
2893         }
2894     }
2895
2896   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2897        insn = NEXT_INSN (insn))
2898     {
2899       switch (GET_CODE (insn))
2900         {
2901         case NOTE:
2902           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2903             {
2904               ++level;
2905               /* Count number of loops contained in this one.  */
2906               loop->level++;
2907             }
2908           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2909             --level;
2910           break;
2911
2912         case CALL_INSN:
2913           if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2914             {
2915               loop_info->unknown_address_altered = 1;
2916               loop_info->has_nonconst_call = 1;
2917             }
2918           else if (pure_call_p (insn))
2919             loop_info->has_nonconst_call = 1;
2920           loop_info->has_call = 1;
2921           if (can_throw_internal (insn))
2922             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2923           break;
2924
2925         case JUMP_INSN:
2926           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets)
2927             {
2928               rtx set = pc_set (insn);
2929
2930               if (set)
2931                 {
2932                   rtx src = SET_SRC (set);
2933                   rtx label1, label2;
2934
2935                   if (GET_CODE (src) == IF_THEN_ELSE)
2936                     {
2937                       label1 = XEXP (src, 1);
2938                       label2 = XEXP (src, 2);
2939                     }
2940                   else
2941                     {
2942                       label1 = src;
2943                       label2 = NULL_RTX;
2944                     }
2945
2946                   do
2947                     {
2948                       if (label1 && label1 != pc_rtx)
2949                         {
2950                           if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2951                             {
2952                               /* Something tricky.  */
2953                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2954                               break;
2955                             }
2956                           else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2957                                    && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2958                             {
2959                               /* A jump outside the current loop.  */
2960                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2961                               break;
2962                             }
2963                         }
2964
2965                       label1 = label2;
2966                       label2 = NULL_RTX;
2967                     }
2968                   while (label1);
2969                 }
2970               else
2971                 {
2972                   /* A return, or something tricky.  */
2973                   loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2974                 }
2975             }
2976           /* Fall through.  */
2977
2978         case INSN:
2979           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2980             loop_info->has_volatile = 1;
2981
2982           if (JUMP_P (insn)
2983               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2984                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2985             loop_info->has_tablejump = 1;
2986
2987           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored, loop_info);
2988           if (! loop_info->first_loop_store_insn && loop_info->store_mems)
2989             loop_info->first_loop_store_insn = insn;
2990
2991           if (flag_non_call_exceptions && can_throw_internal (insn))
2992             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2993           break;
2994
2995         default:
2996           break;
2997         }
2998     }
2999
3000   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
3001   if (/* An exception thrown by a called function might land us
3002          anywhere.  */
3003       ! loop_info->has_nonconst_call
3004       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
3005          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
3006          that this is not a problem for malloc, etc., since those
3007          require actual function calls.  */
3008       && ! current_function_calls_alloca
3009       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
3010          end.  */
3011       && ! loop_info->has_multiple_exit_targets)
3012     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
3013          insn = NEXT_INSN (insn))
3014       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, loop_info);
3015
3016   /* BLKmode MEMs are added to LOOP_STORE_MEM as necessary so
3017      that loop_invariant_p and load_mems can use true_dependence
3018      to determine what is really clobbered.  */
3019   if (loop_info->unknown_address_altered)
3020     {
3021       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3022
3023       loop_info->store_mems
3024         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3025     }
3026   if (loop_info->unknown_constant_address_altered)
3027     {
3028       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3029       MEM_READONLY_P (mem) = 1;
3030       loop_info->store_mems
3031         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3032     }
3033 }
3034 \f
3035 /* Invalidate all loops containing LABEL.  */
3036
3037 static void
3038 invalidate_loops_containing_label (rtx label)
3039 {
3040   struct loop *loop;
3041   for (loop = uid_loop[INSN_UID (label)]; loop; loop = loop->outer)
3042     loop->invalid = 1;
3043 }
3044
3045 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
3046    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
3047    to from outside the loop.  */
3048
3049 static void
3050 find_and_verify_loops (rtx f, struct loops *loops)
3051 {
3052   rtx insn;
3053   rtx label;
3054   int num_loops;
3055   struct loop *current_loop;
3056   struct loop *next_loop;
3057   struct loop *loop;
3058
3059   num_loops = loops->num;
3060
3061   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
3062
3063   /* If there are jumps to undefined labels,
3064      treat them as jumps out of any/all loops.
3065      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
3066   uid_loop[0] = NULL;
3067
3068   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
3069      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
3070
3071   num_loops = 0;
3072   current_loop = NULL;
3073   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3074     {
3075       if (NOTE_P (insn))
3076         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
3077           {
3078           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
3079             next_loop = loops->array + num_loops;
3080             next_loop->num = num_loops;
3081             num_loops++;
3082             next_loop->start = insn;
3083             next_loop->outer = current_loop;
3084             current_loop = next_loop;
3085             break;
3086
3087           case NOTE_INSN_LOOP_END:
3088             gcc_assert (current_loop);
3089
3090             current_loop->end = insn;
3091             current_loop = current_loop->outer;
3092             break;
3093
3094           default:
3095             break;
3096           }
3097
3098       if (CALL_P (insn)
3099           && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL))
3100         {
3101           /* In this case, we must invalidate our current loop and any
3102              enclosing loop.  */
3103           for (loop = current_loop; loop; loop = loop->outer)
3104             {
3105               loop->invalid = 1;
3106               if (loop_dump_stream)
3107                 fprintf (loop_dump_stream,
3108                          "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
3109                          INSN_UID (loop->start));
3110             }
3111         }
3112
3113       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
3114          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
3115       uid_loop[INSN_UID (insn)] = current_loop;
3116     }
3117
3118   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
3119      because it can be jumped into from anywhere.  */
3120   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
3121     invalidate_loops_containing_label (XEXP (label, 0));
3122
3123   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
3124      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
3125   for_each_eh_label (invalidate_loops_containing_label);
3126
3127   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
3128      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
3129      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
3130      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
3131      anywhere.
3132
3133      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
3134      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
3135      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
3136      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
3137      label in our loop and will simplify processing by both us and a
3138      possible second cse pass.  */
3139
3140   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3141     if (INSN_P (insn))
3142       {
3143         struct loop *this_loop = uid_loop[INSN_UID (insn)];
3144
3145         if (NONJUMP_INSN_P (insn) || CALL_P (insn))
3146           {
3147             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
3148             if (note)
3149               invalidate_loops_containing_label (XEXP (note, 0));
3150           }
3151
3152         if (!JUMP_P (insn))
3153           continue;
3154
3155         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop);
3156
3157         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
3158         if (this_loop
3159             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
3160                 || (any_uncondjump_p (insn)
3161                     && onlyjump_p (insn)
3162                     && (uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
3163                         != this_loop)))
3164             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
3165           {
3166             rtx p;
3167             rtx our_next = next_real_insn (insn);
3168             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
3169             struct loop *dest_loop;
3170             struct loop *outer_loop = NULL;
3171
3172             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
3173                or a JUMP_INSN.  */
3174             for (p = PREV_INSN (insn);
3175                  !LABEL_P (p)
3176                  && ! (NOTE_P (p)
3177                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3178                  && !JUMP_P (p);
3179                  p = PREV_INSN (p))
3180               ;
3181
3182             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
3183                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
3184
3185             if (JUMP_LABEL (insn))
3186               {
3187                 dest_loop = uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
3188                 if (dest_loop)
3189                   {
3190                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3191                          outer_loop = outer_loop->outer)
3192                       if (outer_loop == this_loop)
3193                         break;
3194                   }
3195               }
3196
3197             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
3198
3199             if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
3200                 && uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop)
3201               outer_loop = this_loop;
3202
3203             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
3204                we have a block of code to try to move.
3205
3206                We look backward and then forward from the target of INSN
3207                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
3208                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
3209                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
3210                and move the block of code to the spot we found.  */
3211
3212             if (! outer_loop
3213                 && JUMP_P (p)
3214                 && JUMP_LABEL (p) != 0
3215                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
3216                    These always indicate compilation errors.  */
3217                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
3218                 && any_condjump_p (p) && onlyjump_p (p)
3219                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
3220                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
3221                    mustn't try.  */
3222                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn),
3223                                          &last_insn_to_move))
3224               {
3225                 rtx target
3226                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
3227                 struct loop *target_loop = uid_loop[INSN_UID (target)];
3228                 rtx loc, loc2;
3229                 rtx tmp;
3230
3231                 /* Search for possible garbage past the conditional jumps
3232                    and look for the last barrier.  */
3233                 for (tmp = last_insn_to_move;
3234                      tmp && !LABEL_P (tmp); tmp = NEXT_INSN (tmp))
3235                   if (BARRIER_P (tmp))
3236                     last_insn_to_move = tmp;
3237
3238                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
3239                   if (BARRIER_P (loc)
3240                       /* Don't move things inside a tablejump.  */
3241                       && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3242                           || !LABEL_P (loc2)
3243                           || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3244                           || !JUMP_P (loc2)
3245                           || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3246                               && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3247                       && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3248                     break;
3249
3250                 if (loc == 0)
3251                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
3252                     if (BARRIER_P (loc)
3253                         /* Don't move things inside a tablejump.  */
3254                         && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3255                             || !LABEL_P (loc2)
3256                             || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3257                             || !JUMP_P (loc2)
3258                             || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3259                                 && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3260                         && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3261                       break;
3262
3263                 if (loc)
3264                   {
3265                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
3266                     rtx new_label = get_label_after (p);
3267
3268                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
3269                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
3270
3271                     /* Verify that uid_loop is large enough and that
3272                        we can invert P.  */
3273                     if (invert_jump (p, new_label, 1))
3274                       {
3275                         rtx q, r;
3276                         bool only_notes;
3277
3278                         /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
3279                            one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
3280                            path, we'll need to insert a jump around our block
3281                            and add a BARRIER before TARGET.
3282
3283                            This creates an extra unconditional jump outside
3284                            the loop.  However, the benefits of removing rarely
3285                            executed instructions from inside the loop usually
3286                            outweighs the cost of the extra unconditional jump
3287                            outside the loop.  */
3288                         if (loc == 0)
3289                           {
3290                             rtx temp;
3291
3292                             temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
3293                             temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
3294                             JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
3295                             LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
3296                             loc = emit_barrier_before (target);
3297                           }
3298
3299                         /* Include the BARRIER after INSN and copy the
3300                            block after LOC.  */
3301                         only_notes = squeeze_notes (&new_label,
3302                                                     &last_insn_to_move);
3303                         gcc_assert (!only_notes);
3304                         
3305                         reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
3306
3307                         /* All those insns are now in TARGET_LOOP.  */
3308                         for (q = new_label;
3309                              q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
3310                              q = NEXT_INSN (q))
3311                           uid_loop[INSN_UID (q)] = target_loop;
3312
3313                         /* The label jumped to by INSN is no longer a loop
3314                            exit.  Unless INSN does not have a label (e.g.,
3315                            it is a RETURN insn), search loop->exit_labels
3316                            to find its label_ref, and remove it.  Also turn
3317                            off LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
3318                         if (JUMP_LABEL (insn))
3319                           {
3320                             for (q = 0, r = this_loop->exit_labels;
3321                                  r;
3322                                  q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
3323                               if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
3324                                 {
3325                                   LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
3326                                   if (q)
3327                                     LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
3328                                   else
3329                                     this_loop->exit_labels = LABEL_NEXTREF (r);
3330                                   break;
3331                                 }
3332
3333                             for (loop = this_loop; loop && loop != target_loop;
3334                                  loop = loop->outer)
3335                               loop->exit_count--;
3336
3337                             /* If we didn't find it, then something is
3338                                wrong.  */
3339                             gcc_assert (r);
3340                           }
3341
3342                         /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
3343                            in loop->exit_labels, and marked as such.
3344                            The easiest way to do this is to just call
3345                            mark_loop_jump again for P.  */
3346                         mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop);
3347
3348                         /* If INSN now jumps to the insn after it,
3349                            delete INSN.  */
3350                         if (JUMP_LABEL (insn) != 0
3351                             && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
3352                                 == next_real_insn (insn)))
3353                           delete_related_insns (insn);
3354                       }
3355
3356                     /* Continue the loop after where the conditional
3357                        branch used to jump, since the only branch insn
3358                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
3359                        branch and hence needs no processing.  */
3360                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
3361
3362                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
3363                       delete_related_insns (cond_label);
3364
3365                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
3366                     insn = PREV_INSN (insn);
3367                   }
3368               }
3369           }
3370       }
3371 }
3372
3373 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
3374    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
3375
3376    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
3377
3378 static void
3379 mark_loop_jump (rtx x, struct loop *loop)
3380 {
3381   struct loop *dest_loop;
3382   struct loop *outer_loop;
3383   int i;
3384
3385   switch (GET_CODE (x))
3386     {
3387     case PC:
3388     case USE:
3389     case CLOBBER:
3390     case REG:
3391     case MEM:
3392     case CONST_INT:
3393     case CONST_DOUBLE:
3394     case RETURN:
3395       return;
3396
3397     case CONST:
3398       /* There could be a label reference in here.  */
3399       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3400       return;
3401
3402     case PLUS:
3403     case MINUS:
3404     case MULT:
3405       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3406       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3407       return;
3408
3409     case LO_SUM:
3410       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3411       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3412       return;
3413
3414     case SIGN_EXTEND:
3415     case ZERO_EXTEND:
3416       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3417       return;
3418
3419     case LABEL_REF:
3420       dest_loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3421
3422       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3423          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3424          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3425          false.  */
3426
3427       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3428          since this does not count as a loop exit.  */
3429       if (dest_loop)
3430         {
3431           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3432                outer_loop = outer_loop->outer)
3433             if (outer_loop == loop)
3434               break;
3435         }
3436       else
3437         outer_loop = NULL;
3438
3439       if (loop && ! outer_loop)
3440         {
3441           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3442           LABEL_NEXTREF (x) = loop->exit_labels;
3443           loop->exit_labels = x;
3444
3445           for (outer_loop = loop;
3446                outer_loop && outer_loop != dest_loop;
3447                outer_loop = outer_loop->outer)
3448             outer_loop->exit_count++;
3449         }
3450
3451       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3452          by it, it invalidates at least one loop.  */
3453
3454       if (! dest_loop)
3455         return;
3456
3457       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3458          label, except those that also contain the jump insn.  */
3459
3460       for (; dest_loop; dest_loop = dest_loop->outer)
3461         {
3462           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3463           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3464             if (dest_loop == outer_loop)
3465               return;
3466
3467           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3468           if (loop_dump_stream && ! dest_loop->invalid)
3469             fprintf (loop_dump_stream,
3470                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3471                      INSN_UID (dest_loop->start));
3472
3473           dest_loop->invalid = 1;
3474         }
3475       return;
3476
3477     case SET:
3478       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3479       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3480         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop);
3481       return;
3482
3483     case IF_THEN_ELSE:
3484       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3485       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop);
3486       return;
3487
3488     case PARALLEL:
3489     case ADDR_VEC:
3490       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3491         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop);
3492       return;
3493
3494     case ADDR_DIFF_VEC:
3495       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3496         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop);
3497       return;
3498
3499     default:
3500       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3501          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3502          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3503          loop and any containing loops as invalid.  */
3504       if (loop)
3505         {
3506           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3507             {
3508               if (loop_dump_stream && ! outer_loop->invalid)
3509                 fprintf (loop_dump_stream,
3510                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3511                          INSN_UID (outer_loop->start));
3512               outer_loop->invalid = 1;
3513             }
3514         }
3515       return;
3516     }
3517 }
3518 \f
3519 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3520    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3521    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3522    been previously created by loop.c).  */
3523
3524 static int
3525 labels_in_range_p (rtx insn, int end)
3526 {
3527   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3528     {
3529       if (LABEL_P (insn))
3530         return 1;
3531       insn = NEXT_INSN (insn);
3532     }
3533
3534   return 0;
3535 }
3536
3537 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3538
3539 static void
3540 note_addr_stored (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED,
3541                   void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
3542 {
3543   struct loop_info *loop_info = data;
3544
3545   if (x == 0 || !MEM_P (x))
3546     return;
3547
3548   /* Count number of memory writes.
3549      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3550   loop_info->num_mem_sets++;
3551
3552   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3553   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3554     {
3555       if (MEM_READONLY_P (x))
3556         loop_info->unknown_constant_address_altered = 1;
3557       else
3558         loop_info->unknown_address_altered = 1;
3559
3560       return;
3561     }
3562
3563   loop_info->store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x,
3564                                              loop_info->store_mems);
3565 }
3566
3567 /* X is a value modified by an INSN that references a biv inside a loop
3568    exit test (i.e., X is somehow related to the value of the biv).  If X
3569    is a pseudo that is used more than once, then the biv is (effectively)
3570    used more than once.  DATA is a pointer to a loop_regs structure.  */
3571
3572 static void
3573 note_set_pseudo_multiple_uses (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3574 {
3575   struct loop_regs *regs = (struct loop_regs *) data;
3576
3577   if (x == 0)
3578     return;
3579
3580   while (GET_CODE (x) == STRICT_LOW_PART
3581          || GET_CODE (x) == SIGN_EXTRACT
3582          || GET_CODE (x) == ZERO_EXTRACT
3583          || GET_CODE (x) == SUBREG)
3584     x = XEXP (x, 0);
3585
3586   if (!REG_P (x) || REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3587     return;
3588
3589   /* If we do not have usage information, or if we know the register
3590      is used more than once, note that fact for check_dbra_loop.  */
3591   if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop
3592       || ! regs->array[REGNO (x)].single_usage
3593       || regs->array[REGNO (x)].single_usage == const0_rtx)
3594     regs->multiple_uses = 1;
3595 }
3596 \f
3597 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3598
3599    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3600
3601    A memory ref is invariant if it is not volatile and does not conflict
3602    with anything stored in `loop_info->store_mems'.  */
3603
3604 static int
3605 loop_invariant_p (const struct loop *loop, rtx x)
3606 {
3607   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3608   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3609   int i;
3610   enum rtx_code code;
3611   const char *fmt;
3612   int conditional = 0;
3613   rtx mem_list_entry;
3614
3615   if (x == 0)
3616     return 1;
3617   code = GET_CODE (x);
3618   switch (code)
3619     {
3620     case CONST_INT:
3621     case CONST_DOUBLE:
3622     case SYMBOL_REF:
3623     case CONST:
3624       return 1;
3625
3626     case LABEL_REF:
3627       return 1;
3628
3629     case PC:
3630     case CC0:
3631     case UNSPEC_VOLATILE:
3632       return 0;
3633
3634     case REG:
3635       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3636            || x == arg_pointer_rtx || x == pic_offset_table_rtx)
3637           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3638         return 1;
3639
3640       if (LOOP_INFO (loop)->has_call
3641           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3642         return 0;
3643
3644       /* Out-of-range regs can occur when we are called from unrolling.
3645          These registers created by the unroller are set in the loop,
3646          hence are never invariant.
3647          Other out-of-range regs can be generated by load_mems; those that
3648          are written to in the loop are not invariant, while those that are
3649          not written to are invariant.  It would be easy for load_mems
3650          to set n_times_set correctly for these registers, however, there
3651          is no easy way to distinguish them from registers created by the
3652          unroller.  */
3653
3654       if (REGNO (x) >= (unsigned) regs->num)
3655         return 0;
3656
3657       if (regs->array[REGNO (x)].set_in_loop < 0)
3658         return 2;
3659
3660       return regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == 0;
3661
3662     case MEM:
3663       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3664          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3665          will be rejected also.  */
3666       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3667         return 0;
3668
3669       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3670       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
3671       while (mem_list_entry)
3672         {
3673           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3674                                x, rtx_varies_p))
3675             return 0;
3676
3677           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3678         }
3679
3680       /* It's not invalidated by a store in memory
3681          but we must still verify the address is invariant.  */
3682       break;
3683
3684     case ASM_OPERANDS:
3685       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3686       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3687         return 0;
3688       break;
3689
3690     default:
3691       break;
3692     }
3693
3694   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3695   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3696     {
3697       if (fmt[i] == 'e')
3698         {
3699           int tem = loop_invariant_p (loop, XEXP (x, i));
3700           if (tem == 0)
3701             return 0;
3702           if (tem == 2)
3703             conditional = 1;
3704         }
3705       else if (fmt[i] == 'E')
3706         {
3707           int j;
3708           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3709             {
3710               int tem = loop_invariant_p (loop, XVECEXP (x, i, j));
3711               if (tem == 0)
3712                 return 0;
3713               if (tem == 2)
3714                 conditional = 1;
3715             }
3716
3717         }
3718     }
3719
3720   return 1 + conditional;
3721 }
3722 \f
3723 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3724    are INSN and the immediately following insns,
3725    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3726    (not counting uses of REG in them).
3727
3728    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3729
3730    We assume that INSN itself is the first set of REG
3731    and that its source is invariant.  */
3732
3733 static int
3734 consec_sets_invariant_p (const struct loop *loop, rtx reg, int n_sets,
3735                          rtx insn)
3736 {
3737   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3738   rtx p = insn;
3739   unsigned int regno = REGNO (reg);
3740   rtx temp;
3741   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3742   int count = n_sets - 1;
3743   int old = regs->array[regno].set_in_loop;
3744   int value = 0;
3745   int this;
3746
3747   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3748   if (n_sets == 127)
3749     return 0;
3750
3751   regs->array[regno].set_in_loop = 0;
3752
3753   while (count > 0)
3754     {
3755       enum rtx_code code;
3756       rtx set;
3757
3758       p = NEXT_INSN (p);
3759       code = GET_CODE (p);
3760
3761       /* If library call, skip to end of it.  */
3762       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3763         p = XEXP (temp, 0);
3764
3765       this = 0;
3766       if (code == INSN
3767           && (set = single_set (p))
3768           && REG_P (SET_DEST (set))
3769           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3770         {
3771           this = loop_invariant_p (loop, SET_SRC (set));
3772           if (this != 0)
3773             value |= this;
3774           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3775             {
3776               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3777                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3778                  notes are OK.  */
3779               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3780                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3781                           && loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0))));
3782               if (this != 0)
3783                 value |= this;
3784             }
3785         }
3786       if (this != 0)
3787         count--;
3788       else if (code != NOTE)
3789         {
3790           regs->array[regno].set_in_loop = old;
3791           return 0;
3792         }
3793     }
3794
3795   regs->array[regno].set_in_loop = old;
3796   /* If loop_invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3797   return 1 + (value & 2);
3798 }
3799 \f
3800 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3801    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3802    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3803
3804 static void
3805 find_single_use_in_loop (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x)
3806 {
3807   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3808   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3809   int i, j;
3810
3811   if (code == REG)
3812     regs->array[REGNO (x)].single_usage
3813       = (regs->array[REGNO (x)].single_usage != 0
3814          && regs->array[REGNO (x)].single_usage != insn)
3815         ? const0_rtx : insn;
3816
3817   else if (code == SET)
3818     {
3819       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3820          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3821          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3822          for it.  */
3823       if (!REG_P (SET_DEST (x)))
3824         find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_DEST (x));
3825       find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_SRC (x));
3826     }
3827   else
3828     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3829       {
3830         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3831           find_single_use_in_loop (regs, insn, XEXP (x, i));
3832         else if (fmt[i] == 'E')
3833           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3834             find_single_use_in_loop (regs, insn, XVECEXP (x, i, j));
3835       }
3836 }
3837 \f
3838 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3839    REGS->array[I].MAY_NOT_OPTIMIZE and LAST_SET for any register I set
3840    in X.  */
3841
3842 static void
3843 count_one_set (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x, rtx *last_set)
3844 {
3845   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && REG_P (XEXP (x, 0)))
3846     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3847        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3848     regs->array[REGNO (XEXP (x, 0))].may_not_optimize = 1;
3849
3850   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3851     {
3852       rtx dest = SET_DEST (x);
3853       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3854              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3855              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3856         dest = XEXP (dest, 0);
3857       if (REG_P (dest))
3858         {
3859           int i;
3860           int regno = REGNO (dest);
3861           for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, dest); i++)
3862             {
3863               /* If this is the first setting of this reg
3864                  in current basic block, and it was set before,
3865                  it must be set in two basic blocks, so it cannot
3866                  be moved out of the loop.  */
3867               if (regs->array[regno].set_in_loop > 0
3868                   && last_set[regno] == 0)
3869                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3870               /* If this is not first setting in current basic block,
3871                  see if reg was used in between previous one and this.
3872                  If so, neither one can be moved.  */
3873               if (last_set[regno] != 0
3874                   && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3875                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3876               if (regs->array[regno+i].set_in_loop < 127)
3877                 ++regs->array[regno+i].set_in_loop;
3878               last_set[regno+i] = insn;
3879             }
3880         }
3881     }
3882 }
3883 \f
3884 /* Given a loop that is bounded by LOOP->START and LOOP->END and that
3885    is entered at LOOP->SCAN_START, return 1 if the register set in SET
3886    contained in insn INSN is used by any insn that precedes INSN in
3887    cyclic order starting from the loop entry point.
3888
3889    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3890    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3891    from an inner loop past two loops.  */
3892
3893 static int
3894 loop_reg_used_before_p (const struct loop *loop, rtx set, rtx insn)
3895 {
3896   rtx reg = SET_DEST (set);
3897   rtx p;
3898
3899   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3900      are done.  Otherwise, if we hit LOOP->END, wrap around to LOOP->START.  */
3901   for (p = loop->scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3902     {
3903       if (INSN_P (p) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3904         return 1;
3905
3906       if (p == loop->end)
3907         p = loop->start;
3908     }
3909
3910   return 0;
3911 }
3912 \f
3913
3914 /* Information we collect about arrays that we might want to prefetch.  */
3915 struct prefetch_info
3916 {
3917   struct iv_class *class;       /* Class this prefetch is based on.  */
3918   struct induction *giv;        /* GIV this prefetch is based on.  */
3919   rtx base_address;             /* Start prefetching from this address plus
3920                                    index.  */
3921   HOST_WIDE_INT index;
3922   HOST_WIDE_INT stride;         /* Prefetch stride in bytes in each
3923                                    iteration.  */
3924   unsigned int bytes_accessed;  /* Sum of sizes of all accesses to this
3925                                    prefetch area in one iteration.  */
3926   unsigned int total_bytes;     /* Total bytes loop will access in this block.
3927                                    This is set only for loops with known
3928                                    iteration counts and is 0xffffffff
3929                                    otherwise.  */
3930   int prefetch_in_loop;         /* Number of prefetch insns in loop.  */
3931   int prefetch_before_loop;     /* Number of prefetch insns before loop.  */
3932   unsigned int write : 1;       /* 1 for read/write prefetches.  */
3933 };
3934
3935 /* Data used by check_store function.  */
3936 struct check_store_data
3937 {
3938   rtx mem_address;
3939   int mem_write;
3940 };
3941
3942 static void check_store (rtx, rtx, void *);
3943 static void emit_prefetch_instructions (struct loop *);
3944 static int rtx_equal_for_prefetch_p (rtx, rtx);
3945
3946 /* Set mem_write when mem_address is found.  Used as callback to
3947    note_stores.  */
3948 static void
3949 check_store (rtx x, rtx pat ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3950 {
3951   struct check_store_data *d = (struct check_store_data *) data;
3952
3953   if ((MEM_P (x)) && rtx_equal_p (d->mem_address, XEXP (x, 0)))
3954     d->mem_write = 1;
3955 }
3956 \f
3957 /* Like rtx_equal_p, but attempts to swap commutative operands.  This is
3958    important to get some addresses combined.  Later more sophisticated
3959    transformations can be added when necessary.
3960
3961    ??? Same trick with swapping operand is done at several other places.
3962    It can be nice to develop some common way to handle this.  */
3963
3964 static int
3965 rtx_equal_for_prefetch_p (rtx x, rtx y)
3966 {
3967   int i;
3968   int j;
3969   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3970   const char *fmt;
3971
3972   if (x == y)
3973     return 1;
3974   if (code != GET_CODE (y))
3975     return 0;
3976
3977   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
3978     return 0;
3979
3980   switch (code)
3981     {
3982     case PC:
3983     case CC0:
3984     case CONST_INT:
3985     case CONST_DOUBLE:
3986       return 0;
3987
3988     case LABEL_REF:
3989       return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
3990
3991     default:
3992       break;
3993     }
3994
3995   if (COMMUTATIVE_ARITH_P (x))
3996     {
3997       return ((rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
3998                && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
3999               || (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
4000                   && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
4001     }
4002
4003   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements fails to
4004      match, return 0 for the whole thing.  */
4005
4006   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4007   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4008     {
4009       switch (fmt[i])
4010         {
4011         case 'w':
4012           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
4013             return 0;
4014           break;
4015
4016         case 'i':
4017           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
4018             return 0;
4019           break;
4020
4021         case 'E':
4022           /* Two vectors must have the same length.  */
4023           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
4024             return 0;
4025
4026           /* And the corresponding elements must match.  */
4027           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4028             if (rtx_equal_for_prefetch_p (XVECEXP (x, i, j),
4029                                           XVECEXP (y, i, j)) == 0)
4030               return 0;
4031           break;
4032
4033         case 'e':
4034           if (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)) == 0)
4035             return 0;
4036           break;
4037
4038         case 's':
4039           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
4040             return 0;
4041           break;
4042
4043         case 'u':
4044           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
4045           break;
4046
4047         case '0':
4048           break;
4049
4050           /* It is believed that rtx's at this level will never
4051              contain anything but integers and other rtx's,
4052              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
4053         default:
4054           gcc_unreachable ();
4055         }
4056     }
4057   return 1;
4058 }
4059 \f
4060 /* Remove constant addition value from the expression X (when present)
4061    and return it.  */
4062
4063 static HOST_WIDE_INT
4064 remove_constant_addition (rtx *x)
4065 {
4066   HOST_WIDE_INT addval = 0;
4067   rtx exp = *x;
4068
4069   /* Avoid clobbering a shared CONST expression.  */
4070   if (GET_CODE (exp) == CONST)
4071     {
4072       if (GET_CODE (XEXP (exp, 0)) == PLUS
4073           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 0)) == SYMBOL_REF
4074           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 1)) == CONST_INT)
4075         {
4076           *x = XEXP (XEXP (exp, 0), 0);
4077           return INTVAL (XEXP (XEXP (exp, 0), 1));
4078         }
4079       return 0;
4080     }
4081
4082   if (GET_CODE (exp) == CONST_INT)
4083     {
4084       addval = INTVAL (exp);
4085       *x = const0_rtx;
4086     }
4087
4088   /* For plus expression recurse on ourself.  */
4089   else if (GET_CODE (exp) == PLUS)
4090     {
4091       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 0));
4092       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 1));
4093
4094       /* In case our parameter was constant, remove extra zero from the
4095          expression.  */
4096       if (XEXP (exp, 0) == const0_rtx)
4097         *x = XEXP (exp, 1);
4098       else if (XEXP (exp, 1) == const0_rtx)
4099         *x = XEXP (exp, 0);
4100     }
4101
4102   return addval;
4103 }
4104
4105 /* Attempt to identify accesses to arrays that are most likely to cause cache
4106    misses, and emit prefetch instructions a few prefetch blocks forward.
4107
4108    To detect the arrays we use the GIV information that was collected by the
4109    strength reduction pass.
4110
4111    The prefetch instructions are generated after the GIV information is done
4112    and before the strength reduction process. The new GIVs are injected into
4113    the strength reduction tables, so the prefetch addresses are optimized as
4114    well.
4115
4116    GIVs are split into base address, stride, and constant addition values.
4117    GIVs with the same address, stride and close addition values are combined
4118    into a single prefetch.  Also writes to GIVs are detected, so that prefetch
4119    for write instructions can be used for the block we write to, on machines
4120    that support write prefetches.
4121
4122    Several heuristics are used to determine when to prefetch.  They are
4123    controlled by defined symbols that can be overridden for each target.  */
4124
4125 static void
4126 emit_prefetch_instructions (struct loop *loop)
4127 {
4128   int num_prefetches = 0;
4129   int num_real_prefetches = 0;
4130   int num_real_write_prefetches = 0;
4131   int num_prefetches_before = 0;
4132   int num_write_prefetches_before = 0;
4133   int ahead = 0;
4134   int i;
4135   struct iv_class *bl;
4136   struct induction *iv;
4137   struct prefetch_info info[MAX_PREFETCHES];
4138   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4139
4140   if (!HAVE_prefetch || PREFETCH_BLOCK == 0)
4141     return;
4142
4143   /* Consider only loops w/o calls.  When a call is done, the loop is probably
4144      slow enough to read the memory.  */
4145   if (PREFETCH_NO_CALL && LOOP_INFO (loop)->has_call)
4146     {
4147       if (loop_dump_stream)
4148         fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: ignoring loop: has call.\n");
4149
4150       return;
4151     }
4152
4153   /* Don't prefetch in loops known to have few iterations.  */
4154   if (PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT
4155       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4156       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations <= PREFETCH_LOW_LOOPCNT)
4157     {
4158       if (loop_dump_stream)
4159         fprintf (loop_dump_stream,
4160                  "Prefetch: ignoring loop: not enough iterations.\n");
4161       return;
4162     }
4163
4164   /* Search all induction variables and pick those interesting for the prefetch
4165      machinery.  */
4166   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4167     {
4168       struct induction *biv = bl->biv, *biv1;
4169       int basestride = 0;
4170
4171       biv1 = biv;
4172
4173       /* Expect all BIVs to be executed in each iteration.  This makes our
4174          analysis more conservative.  */
4175       while (biv1)
4176         {
4177           /* Discard non-constant additions that we can't handle well yet, and
4178              BIVs that are executed multiple times; such BIVs ought to be
4179              handled in the nested loop.  We accept not_every_iteration BIVs,
4180              since these only result in larger strides and make our
4181              heuristics more conservative.  */
4182           if (GET_CODE (biv->add_val) != CONST_INT)
4183             {
4184               if (loop_dump_stream)
4185                 {
4186                   fprintf (loop_dump_stream,
4187                     "Prefetch: ignoring biv %d: non-constant addition at insn %d:",
4188                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4189                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4190                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4191                 }
4192               break;
4193             }
4194
4195           if (biv->maybe_multiple)
4196             {
4197               if (loop_dump_stream)
4198                 {
4199                   fprintf (loop_dump_stream,
4200                            "Prefetch: ignoring biv %d: maybe_multiple at insn %i:",
4201                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4202                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4203                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4204                 }
4205               break;
4206             }
4207
4208           basestride += INTVAL (biv1->add_val);
4209           biv1 = biv1->next_iv;
4210         }
4211
4212       if (biv1 || !basestride)
4213         continue;
4214
4215       for (iv = bl->giv; iv; iv = iv->next_iv)
4216         {
4217           rtx address;
4218           rtx temp;
4219           HOST_WIDE_INT index = 0;
4220           int add = 1;
4221           HOST_WIDE_INT stride = 0;
4222           int stride_sign = 1;
4223           struct check_store_data d;
4224           const char *ignore_reason = NULL;
4225           int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (iv));
4226
4227           /* See whether an induction variable is interesting to us and if
4228              not, report the reason.  */
4229           if (iv->giv_type != DEST_ADDR)
4230             ignore_reason = "giv is not a destination address";
4231
4232           /* We are interested only in constant stride memory references
4233              in order to be able to compute density easily.  */
4234           else if (GET_CODE (iv->mult_val) != CONST_INT)
4235             ignore_reason = "stride is not constant";
4236
4237           else
4238             {
4239               stride = INTVAL (iv->mult_val) * basestride;
4240               if (stride < 0)
4241                 {
4242                   stride = -stride;
4243                   stride_sign = -1;
4244                 }
4245
4246               /* On some targets, reversed order prefetches are not
4247                  worthwhile.  */
4248               if (PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER && stride_sign < 0)
4249                 ignore_reason = "reversed order stride";
4250
4251               /* Prefetch of accesses with an extreme stride might not be
4252                  worthwhile, either.  */
4253               else if (PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE
4254                        && stride > PREFETCH_EXTREME_STRIDE)
4255                 ignore_reason = "extreme stride";
4256
4257               /* Ignore GIVs with varying add values; we can't predict the
4258                  value for the next iteration.  */
4259               else if (!loop_invariant_p (loop, iv->add_val))
4260                 ignore_reason = "giv has varying add value";
4261
4262               /* Ignore GIVs in the nested loops; they ought to have been
4263                  handled already.  */
4264               else if (iv->maybe_multiple)
4265                 ignore_reason = "giv is in nested loop";
4266             }
4267
4268           if (ignore_reason != NULL)
4269             {
4270               if (loop_dump_stream)
4271                 fprintf (loop_dump_stream,
4272                          "Prefetch: ignoring giv at %d: %s.\n",
4273                          INSN_UID (iv->insn), ignore_reason);
4274               continue;
4275             }
4276
4277           /* Determine the pointer to the basic array we are examining.  It is
4278              the sum of the BIV's initial value and the GIV's add_val.  */
4279           address = copy_rtx (iv->add_val);
4280           temp = copy_rtx (bl->initial_value);
4281
4282           address = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode, temp, address);
4283           index = remove_constant_addition (&address);
4284
4285           d.mem_write = 0;
4286           d.mem_address = *iv->location;
4287
4288           /* When the GIV is not always executed, we might be better off by
4289              not dirtying the cache pages.  */
4290           if (PREFETCH_CONDITIONAL || iv->always_executed)
4291             note_stores (PATTERN (iv->insn), check_store, &d);
4292           else
4293             {
4294               if (loop_dump_stream)
4295                 fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: Ignoring giv at %d: %s\n",
4296                          INSN_UID (iv->insn), "in conditional code.");
4297               continue;
4298             }
4299
4300           /* Attempt to find another prefetch to the same array and see if we
4301              can merge this one.  */
4302           for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4303             if (rtx_equal_for_prefetch_p (address, info[i].base_address)
4304                 && stride == info[i].stride)
4305               {
4306                 /* In case both access same array (same location
4307                    just with small difference in constant indexes), merge
4308                    the prefetches.  Just do the later and the earlier will
4309                    get prefetched from previous iteration.
4310                    The artificial threshold should not be too small,
4311                    but also not bigger than small portion of memory usually
4312                    traversed by single loop.  */
4313                 if (index >= info[i].index
4314                     && index - info[i].index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4315                   {
4316                     info[i].write |= d.mem_write;
4317                     info[i].bytes_accessed += size;
4318                     info[i].index = index;
4319                     info[i].giv = iv;
4320                     info[i].class = bl;
4321                     info[num_prefetches].base_address = address;
4322                     add = 0;
4323                     break;
4324                   }
4325
4326                 if (index < info[i].index
4327                     && info[i].index - index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4328                   {
4329                     info[i].write |= d.mem_write;
4330                     info[i].bytes_accessed += size;
4331                     add = 0;
4332                     break;
4333                   }
4334               }
4335
4336           /* Merging failed.  */
4337           if (add)
4338             {
4339               info[num_prefetches].giv = iv;
4340               info[num_prefetches].class = bl;
4341               info[num_prefetches].index = index;
4342               info[num_prefetches].stride = stride;
4343               info[num_prefetches].base_address = address;
4344               info[num_prefetches].write = d.mem_write;
4345               info[num_prefetches].bytes_accessed = size;
4346               num_prefetches++;
4347               if (num_prefetches >= MAX_PREFETCHES)
4348                 {
4349                   if (loop_dump_stream)
4350                     fprintf (loop_dump_stream,
4351                              "Maximal number of prefetches exceeded.\n");
4352                   return;
4353                 }
4354             }
4355         }
4356     }
4357
4358   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4359     {
4360       int density;
4361
4362       /* Attempt to calculate the total number of bytes fetched by all
4363          iterations of the loop.  Avoid overflow.  */
4364       if (LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4365           && ((unsigned HOST_WIDE_INT) (0xffffffff / info[i].stride)
4366               >= LOOP_INFO (loop)->n_iterations))
4367         info[i].total_bytes = info[i].stride * LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
4368       else
4369         info[i].total_bytes = 0xffffffff;
4370
4371       density = info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride;
4372
4373       /* Prefetch might be worthwhile only when the loads/stores are dense.  */
4374       if (PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM)
4375         if (density * 256 > PREFETCH_DENSE_MEM * 100
4376             && (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4377                 >= PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MIN))
4378           {
4379             info[i].prefetch_before_loop = 1;
4380             info[i].prefetch_in_loop
4381               = (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4382                  > PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX);
4383           }
4384         else
4385           {
4386             info[i].prefetch_in_loop = 0, info[i].prefetch_before_loop = 0;
4387             if (loop_dump_stream)
4388               fprintf (loop_dump_stream,
4389                   "Prefetch: ignoring giv at %d: %d%% density is too low.\n",
4390                        INSN_UID (info[i].giv->insn), density);
4391           }
4392       else
4393         info[i].prefetch_in_loop = 1, info[i].prefetch_before_loop = 1;
4394
4395       /* Find how many prefetch instructions we'll use within the loop.  */
4396       if (info[i].prefetch_in_loop != 0)
4397         {
4398           info[i].prefetch_in_loop = ((info[i].stride + PREFETCH_BLOCK - 1)
4399                                   / PREFETCH_BLOCK);
4400           num_real_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4401           if (info[i].write)
4402             num_real_write_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4403         }
4404     }
4405
4406   /* Determine how many iterations ahead to prefetch within the loop, based
4407      on how many prefetches we currently expect to do within the loop.  */
4408   if (num_real_prefetches != 0)
4409     {
4410       if ((ahead = SIMULTANEOUS_PREFETCHES / num_real_prefetches) == 0)
4411         {
4412           if (loop_dump_stream)
4413             fprintf (loop_dump_stream,
4414                      "Prefetch: ignoring prefetches within loop: ahead is zero; %d < %d\n",
4415                      SIMULTANEOUS_PREFETCHES, num_real_prefetches);
4416           num_real_prefetches = 0, num_real_write_prefetches = 0;
4417         }
4418     }
4419   /* We'll also use AHEAD to determine how many prefetch instructions to
4420      emit before a loop, so don't leave it zero.  */
4421   if (ahead == 0)
4422     ahead = PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX;
4423
4424   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4425     {
4426       /* Update if we've decided not to prefetch anything within the loop.  */
4427       if (num_real_prefetches == 0)
4428         info[i].prefetch_in_loop = 0;
4429
4430       /* Find how many prefetch instructions we'll use before the loop.  */
4431       if (info[i].prefetch_before_loop != 0)
4432         {
4433           int n = info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK;
4434           if (n > ahead)
4435             n = ahead;
4436           info[i].prefetch_before_loop = n;
4437           num_prefetches_before += n;
4438           if (info[i].write)
4439             num_write_prefetches_before += n;
4440         }
4441
4442       if (loop_dump_stream)
4443         {
4444           if (info[i].prefetch_in_loop == 0
4445               && info[i].prefetch_before_loop == 0)
4446             continue;
4447           fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch insn: %d",
4448                    INSN_UID (info[i].giv->insn));
4449           fprintf (loop_dump_stream,
4450                    "; in loop: %d; before: %d; %s\n",
4451                    info[i].prefetch_in_loop,
4452                    info[i].prefetch_before_loop,
4453                    info[i].write ? "read/write" : "read only");
4454           fprintf (loop_dump_stream,
4455                    " density: %d%%; bytes_accessed: %u; total_bytes: %u\n",
4456                    (int) (info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride),
4457                    info[i].bytes_accessed, info[i].total_bytes);
4458           fprintf (loop_dump_stream, " index: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
4459                    "; stride: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "; address: ",
4460                    info[i].index, info[i].stride);
4461           print_rtl (loop_dump_stream, info[i].base_address);
4462           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4463         }
4464     }
4465
4466   if (num_real_prefetches + num_prefetches_before > 0)
4467     {
4468       /* Record that this loop uses prefetch instructions.  */
4469       LOOP_INFO (loop)->has_prefetch = 1;
4470
4471       if (loop_dump_stream)
4472         {
4473           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed within loop: %d (write: %d)\n",
4474                    num_real_prefetches, num_real_write_prefetches);
4475           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed before loop: %d (write: %d)\n",
4476                    num_prefetches_before, num_write_prefetches_before);
4477         }
4478     }
4479
4480   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4481     {
4482       int y;
4483
4484       for (y = 0; y < info[i].prefetch_in_loop; y++)
4485         {
4486           rtx loc = copy_rtx (*info[i].giv->location);
4487           rtx insn;
4488           int bytes_ahead = PREFETCH_BLOCK * (ahead + y);
4489           rtx before_insn = info[i].giv->insn;
4490           rtx prev_insn = PREV_INSN (info[i].giv->insn);
4491           rtx seq;
4492
4493           /* We can save some effort by offsetting the address on
4494              architectures with offsettable memory references.  */
4495           if (offsettable_address_p (0, VOIDmode, loc))
4496             loc = plus_constant (loc, bytes_ahead);
4497           else
4498             {
4499               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4500               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, loc, const1_rtx,
4501                                             GEN_INT (bytes_ahead), reg,
4502                                             0, before_insn);
4503               loc = reg;
4504             }
4505
4506           start_sequence ();
4507           /* Make sure the address operand is valid for prefetch.  */
4508           if (! (*insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].predicate)
4509                   (loc, insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].mode))
4510             loc = force_reg (Pmode, loc);
4511           emit_insn (gen_prefetch (loc, GEN_INT (info[i].write),
4512                                    GEN_INT (3)));
4513           seq = get_insns ();
4514           end_sequence ();
4515           emit_insn_before (seq, before_insn);
4516
4517           /* Check all insns emitted and record the new GIV
4518              information.  */
4519           insn = NEXT_INSN (prev_insn);
4520           while (insn != before_insn)
4521             {
4522               insn = check_insn_for_givs (loop, insn,
4523                                           info[i].giv->always_executed,
4524                                           info[i].giv->maybe_multiple);
4525               insn = NEXT_INSN (insn);
4526             }
4527         }
4528
4529       if (PREFETCH_BEFORE_LOOP)
4530         {
4531           /* Emit insns before the loop to fetch the first cache lines or,
4532              if we're not prefetching within the loop, everything we expect
4533              to need.  */
4534           for (y = 0; y < info[i].prefetch_before_loop; y++)
4535             {
4536               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4537               rtx loop_start = loop->start;
4538               rtx init_val = info[i].class->initial_value;
4539               rtx add_val = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode,
4540                                                  info[i].giv->add_val,
4541                                                  GEN_INT (y * PREFETCH_BLOCK));
4542
4543               /* Functions called by LOOP_IV_ADD_EMIT_BEFORE expect a
4544                  non-constant INIT_VAL to have the same mode as REG, which
4545                  in this case we know to be Pmode.  */
4546               if (GET_MODE (init_val) != Pmode && !CONSTANT_P (init_val))
4547                 {
4548                   rtx seq;
4549
4550                   start_sequence ();
4551                   init_val = convert_to_mode (Pmode, init_val, 0);
4552                   seq = get_insns ();
4553                   end_sequence ();
4554                   loop_insn_emit_before (loop, 0, loop_start, seq);
4555                 }
4556               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, init_val,
4557                                             info[i].giv->mult_val,
4558                                             add_val, reg, 0, loop_start);
4559               emit_insn_before (gen_prefetch (reg, GEN_INT (info[i].write),
4560                                               GEN_INT (3)),
4561                                 loop_start);
4562             }
4563         }
4564     }
4565
4566   return;
4567 }
4568 \f
4569 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
4570
4571 static rtx note_insn;
4572
4573 /* Dummy register to have nonzero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
4574
4575 static rtx addr_placeholder;
4576
4577 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
4578    for the strength reduction code.  */
4579
4580 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
4581    bivs, may cause problems.  */
4582
4583 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
4584    performance problems.
4585
4586    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
4587    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
4588    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
4589    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
4590    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
4591    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
4592
4593 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
4594    positive.  */
4595
4596 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
4597    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
4598    e.g. the VAX acb insn.  */
4599
4600 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
4601    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
4602    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
4603 \f
4604 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
4605    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
4606    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
4607
4608 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
4609    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
4610    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
4611
4612 static int
4613 back_branch_in_range_p (const struct loop *loop, rtx insn)
4614 {
4615   rtx p, q, target_insn;
4616   rtx loop_start = loop->start;
4617   rtx loop_end = loop->end;
4618   rtx orig_loop_end = loop->end;
4619
4620   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
4621   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
4622   if (BARRIER_P (loop_end))
4623     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
4624
4625   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
4626      deleted insn following it.  */
4627   while (INSN_DELETED_P (insn))
4628     insn = NEXT_INSN (insn);
4629
4630   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
4631      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
4632      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
4633   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
4634     return 0;
4635
4636   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
4637     {
4638       if (JUMP_P (p))
4639         {
4640           target_insn = JUMP_LABEL (p);
4641
4642           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
4643              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
4644              since insn may not have an LUID entry.  */
4645           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
4646             if (q == target_insn)
4647               return 1;
4648         }
4649     }
4650
4651   return 0;
4652 }
4653
4654 /* Scan the loop body and call FNCALL for each insn.  In the addition to the
4655    LOOP and INSN parameters pass MAYBE_MULTIPLE and NOT_EVERY_ITERATION to the
4656    callback.
4657
4658    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if current insn is not known to be executed at
4659    least once for every loop iteration except for the last one.
4660
4661    MAYBE_MULTIPLE is 1 if current insn may be executed more than once for every
4662    loop iteration.
4663  */
4664 typedef rtx (*loop_insn_callback) (struct loop *, rtx, int, int);
4665 static void
4666 for_each_insn_in_loop (struct loop *loop, loop_insn_callback fncall)
4667 {
4668   int not_every_iteration = 0;
4669   int maybe_multiple = 0;
4670   int past_loop_latch = 0;
4671   bool exit_test_is_entry = false;
4672   rtx p;
4673
4674   /* If loop_scan_start points to the loop exit test, the loop body
4675      cannot be counted on running on every iteration, and we have to
4676      be wary of subversive use of gotos inside expression
4677      statements.  */
4678   if (prev_nonnote_insn (loop->scan_start) != prev_nonnote_insn (loop->start))
4679     {
4680       exit_test_is_entry = true;
4681       maybe_multiple = back_branch_in_range_p (loop, loop->scan_start);
4682     }
4683
4684   /* Scan through loop and update NOT_EVERY_ITERATION and MAYBE_MULTIPLE.  */
4685   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
4686        p != NULL_RTX;
4687        p = next_insn_in_loop (loop, p))
4688     {
4689       p = fncall (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple);
4690
4691       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
4692          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
4693          jump insn between here and the end of the loop either
4694          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
4695          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
4696
4697       if (LABEL_P (p))
4698         {
4699           rtx insn = p;
4700
4701           maybe_multiple = 0;
4702
4703           while (1)
4704             {
4705               insn = NEXT_INSN (insn);
4706               if (insn == loop->scan_start)
4707                 break;
4708               if (insn == loop->end)
4709                 {
4710                   if (loop->top != 0)
4711                     insn = loop->top;
4712                   else
4713                     break;
4714                   if (insn == loop->scan_start)
4715                     break;
4716                 }
4717
4718               if (JUMP_P (insn)
4719                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
4720                   && (!any_condjump_p (insn)
4721                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
4722                           && JUMP_LABEL (insn) != loop->scan_start
4723                           && !loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
4724                 {
4725                   maybe_multiple = 1;
4726                   break;
4727                 }
4728             }
4729         }
4730
4731       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4732          on whether they will be executed during each iteration.  */
4733       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4734          code in scan_loop.  */
4735       if (JUMP_P (p)
4736       /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4737          beginning, don't set not_every_iteration for that.
4738          This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4739          will be executed if the loop is executed.  */
4740           && (exit_test_is_entry
4741               || !(JUMP_LABEL (p) == loop->top
4742                    && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
4743                         && any_uncondjump_p (p))
4744                        || (NEXT_INSN (p) == loop->end
4745                            && any_condjump_p (p))))))
4746         {
4747           rtx label = 0;
4748
4749           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4750              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4751              loop->exits_labels list.  */
4752
4753           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
4754             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4755               break;
4756
4757           if (!label)
4758             not_every_iteration = 1;
4759         }
4760
4761       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
4762          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
4763          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
4764          a new loop iteration.
4765
4766          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
4767          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
4768          which immediately follows LOOP_START.  */
4769       if (JUMP_P (p)
4770           && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop->start))
4771         past_loop_latch = 1;
4772
4773       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4774          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4775          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4776          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4777
4778          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4779          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
4780          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
4781          executed each iteration.  */
4782
4783       if (not_every_iteration
4784           && !past_loop_latch
4785           && LABEL_P (p)
4786           && no_labels_between_p (p, loop->end))
4787         not_every_iteration = 0;
4788     }
4789 }
4790 \f
4791 static void
4792 loop_bivs_find (struct loop *loop)
4793 {
4794   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
4795   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4796   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4797   struct iv_class *bl, **backbl;
4798
4799   ivs->list = 0;
4800
4801   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_bivs);
4802
4803   /* Scan ivs->list to remove all regs that proved not to be bivs.
4804      Make a sanity check against regs->n_times_set.  */
4805   for (backbl = &ivs->list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
4806     {
4807       if (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4808           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
4809           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
4810           || regs->array[bl->regno].n_times_set != bl->biv_count
4811           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
4812              move.  So leave it alone.  */
4813           || ! bl->incremented)
4814         {
4815           if (loop_dump_stream)
4816             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: discarded, %s\n",
4817                      bl->regno,
4818                      (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4819                       ? "not induction variable"
4820                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
4821                          : "count error")));
4822
4823           REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
4824           *backbl = bl->next;
4825         }
4826       else
4827         {
4828           backbl = &bl->next;
4829
4830           if (loop_dump_stream)
4831             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: verified\n", bl->regno);
4832         }
4833     }
4834 }
4835
4836
4837 /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
4838    extended basic block.  */
4839 static void
4840 loop_bivs_init_find (struct loop *loop)
4841 {
4842   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4843   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4844   struct iv_class *bl;
4845   int call_seen;
4846   rtx p;
4847
4848   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
4849      halting at first label.  Also record any test condition.  */
4850
4851   call_seen = 0;
4852   for (p = loop->start; p && !LABEL_P (p); p = PREV_INSN (p))
4853     {
4854       rtx test;
4855
4856       note_insn = p;
4857
4858       if (CALL_P (p))
4859         call_seen = 1;
4860
4861       if (INSN_P (p))
4862         note_stores (PATTERN (p), record_initial, ivs);
4863
4864       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
4865          between it and the start of loop.  We only care about tests with
4866          constants and registers and only certain of those.  */
4867       if (JUMP_P (p)
4868           && JUMP_LABEL (p) != 0
4869           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop->end)
4870           && (test = get_condition_for_loop (loop, p)) != 0
4871           && REG_P (XEXP (test, 0))
4872           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
4873           && (bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (XEXP (test, 0)))) != 0
4874           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop->start)
4875           && bl->init_insn == 0)
4876         {
4877           /* If an NE test, we have an initial value!  */
4878           if (GET_CODE (test) == NE)
4879             {
4880               bl->init_insn = p;
4881               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
4882                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
4883             }
4884           else
4885             bl->initial_test = test;
4886         }
4887     }
4888 }
4889
4890
4891 /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
4892    initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
4893    in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
4894 static void
4895 loop_bivs_check (struct loop *loop)
4896 {
4897   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4898   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4899   struct iv_class *bl;
4900   struct iv_class **backbl;
4901
4902   for (backbl = &ivs->list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
4903     {
4904       rtx src;
4905       rtx note;
4906
4907       if (! bl->init_insn)
4908         continue;
4909
4910       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
4911          is a constant, use the value of that.  */
4912       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
4913            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
4914           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
4915               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
4916         src = XEXP (note, 0);
4917       else
4918         src = SET_SRC (bl->init_set);
4919
4920       if (loop_dump_stream)
4921         fprintf (loop_dump_stream,
4922                  "Biv %d: initialized at insn %d: initial value ",
4923                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
4924
4925       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
4926            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4927           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn,
4928                                     LOOP_INFO (loop)->pre_header_has_call,
4929                                     loop->start))
4930         {
4931           bl->initial_value = src;
4932
4933           if (loop_dump_stream)
4934             {
4935               print_simple_rtl (loop_dump_stream, src);
4936               fputc ('\n', loop_dump_stream);
4937             }
4938         }
4939       /* If we can't make it a giv,
4940          let biv keep initial value of "itself".  */
4941       else if (loop_dump_stream)
4942         fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4943     }
4944 }
4945
4946
4947 /* Search the loop for general induction variables.  */
4948
4949 static void
4950 loop_givs_find (struct loop* loop)
4951 {
4952   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_givs);
4953 }
4954
4955
4956 /* For each giv for which we still don't know whether or not it is
4957    replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4958    can be calculated.  */
4959
4960 static void
4961 loop_givs_check (struct loop *loop)
4962 {
4963   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4964   struct iv_class *bl;
4965
4966   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4967     {
4968       struct induction *v;
4969
4970       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4971         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4972           check_final_value (loop, v);
4973     }
4974 }
4975
4976 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
4977    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
4978    value of giv's.  */
4979
4980 static rtx
4981 fold_rtx_mult_add (rtx mult1, rtx mult2, rtx add1, enum machine_mode mode)
4982 {
4983   rtx temp, mult_res;
4984   rtx result;
4985
4986   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
4987      check to make sure.  */
4988   gcc_assert (GET_MODE (mult1) == mode || GET_MODE (mult1) == VOIDmode);
4989   gcc_assert (GET_MODE (mult2) == mode || GET_MODE (mult2) == VOIDmode);
4990   gcc_assert (GET_MODE (add1) == mode || GET_MODE (add1) == VOIDmode);
4991
4992   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
4993      will be a constant.  */
4994   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
4995     {
4996       temp = mult2;
4997       mult2 = mult1;
4998       mult1 = temp;
4999     }
5000
5001   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
5002   if (! mult_res)
5003     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
5004
5005   /* Again, put the constant second.  */
5006   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
5007     {
5008       temp = add1;
5009       add1 = mult_res;
5010       mult_res = temp;
5011     }
5012
5013   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
5014   if (! result)
5015     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
5016
5017   return result;
5018 }
5019
5020 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
5021    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
5022
5023    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
5024    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
5025
5026 static rtx
5027 biv_total_increment (const struct iv_class *bl)
5028 {
5029   struct induction *v;
5030   rtx result;
5031
5032   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
5033      instruction must be executed only once each time through the loop.
5034      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
5035      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
5036      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
5037      an increment).  */
5038
5039   result = const0_rtx;
5040   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5041     {
5042       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
5043           && ! v->maybe_multiple
5044           && SCALAR_INT_MODE_P (v->mode))
5045         {
5046           /* If we have already counted it, skip it.  */
5047           if (v->same)
5048             continue;
5049
5050           result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
5051         }
5052       else
5053         return 0;
5054     }
5055
5056   return result;
5057 }
5058
5059 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
5060    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
5061    the register to some value, and appears before the first use of the register
5062    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
5063
5064 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
5065    it can search past if statements and other similar structures.  */
5066
5067 static int
5068 reg_dead_after_loop (const struct loop *loop, rtx reg)
5069 {
5070   rtx insn, label;
5071   int jump_count = 0;
5072   int label_count = 0;
5073
5074   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
5075      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
5076      have any way to identify those, so we just give up if there are any
5077      such inner loop exits.  */
5078
5079   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5080     label_count++;
5081
5082   if (label_count != loop->exit_count)
5083     return 0;
5084
5085   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
5086      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
5087      list to it.  */
5088   label = gen_rtx_LABEL_REF (Pmode, loop->end);
5089   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
5090
5091   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5092     {
5093       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
5094          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
5095          a conditional jump.  */
5096
5097       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
5098       while (insn)
5099         {
5100           if (INSN_P (insn))
5101             {
5102               rtx set, note;
5103
5104               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
5105                 return 0;
5106
5107               note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
5108               if (note && reg_overlap_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
5109                 return 0;
5110
5111               set = single_set (insn);
5112               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
5113                 break;
5114
5115               if (JUMP_P (insn))
5116                 {
5117                   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
5118                     break;
5119                   else if (!any_uncondjump_p (insn)
5120                            /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
5121                            || jump_count++ > 20)
5122                     return 0;
5123                   else
5124                     insn = JUMP_LABEL (insn);
5125                 }
5126             }
5127
5128           insn = NEXT_INSN (insn);
5129         }
5130     }
5131
5132   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
5133   return 1;
5134 }
5135
5136 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
5137    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
5138
5139 static rtx
5140 final_biv_value (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5141 {
5142   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
5143   rtx increment, tem;
5144
5145   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
5146
5147   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
5148     return 0;
5149
5150   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
5151      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
5152      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
5153      no other loop exits, so we can return any value.  */
5154   if (bl->reversed)
5155     {
5156       if (loop_dump_stream)
5157         fprintf (loop_dump_stream,
5158                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
5159
5160       return const0_rtx;
5161     }
5162
5163   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
5164      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
5165      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
5166      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
5167      value of the biv must be invariant.  */
5168
5169   if (n_iterations != 0
5170       && ! loop->exit_count
5171       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
5172     {
5173       increment = biv_total_increment (bl);
5174
5175       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
5176         {
5177           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
5178              end to calculate this value into a temporary register in
5179              case it is needed later.  */
5180
5181           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
5182           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
5183           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
5184                                  bl->initial_value, tem);
5185
5186           if (loop_dump_stream)
5187             fprintf (loop_dump_stream,
5188                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
5189
5190           return tem;
5191         }
5192     }
5193
5194   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
5195   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
5196     {
5197       if (loop_dump_stream)
5198         fprintf (loop_dump_stream,
5199                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
5200                  bl->regno);
5201
5202       return const0_rtx;
5203     }
5204
5205   return 0;
5206 }
5207
5208 /* Return nonzero if it is possible to eliminate the biv BL provided
5209    all givs are reduced.  This is possible if either the reg is not
5210    used outside the loop, or we can compute what its final value will
5211    be.  */
5212
5213 static int
5214 loop_biv_eliminable_p (struct loop *loop, struct iv_class *bl,
5215                        int threshold, int insn_count)
5216 {
5217   /* For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
5218      don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for this
5219      biv.  */
5220
5221 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
5222   if (bl->nonneg)
5223     {
5224       if (loop_dump_stream)
5225         fprintf (loop_dump_stream,
5226                  "Cannot eliminate nonneg biv %d.\n", bl->regno);
5227       return 0;
5228     }
5229 #endif
5230
5231   /* Check that biv is used outside loop or if it has a final value.
5232      Compare against bl->init_insn rather than loop->start.  We aren't
5233      concerned with any uses of the biv between init_insn and
5234      loop->start since these won't be affected by the value of the biv
5235      elsewhere in the function, so long as init_insn doesn't use the
5236      biv itself.  */
5237
5238   if ((REGNO_LAST_LUID (bl->regno) < INSN_LUID (loop->end)
5239        && bl->init_insn
5240        && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
5241        && REGNO_FIRST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (bl->init_insn)
5242        && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
5243       || (bl->final_value = final_biv_value (loop, bl)))
5244     return maybe_eliminate_biv (loop, bl, 0, threshold, insn_count);
5245
5246   if (loop_dump_stream)
5247     {
5248       fprintf (loop_dump_stream,
5249                "Cannot eliminate biv %d.\n",
5250                bl->regno);
5251       fprintf (loop_dump_stream,
5252                "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
5253                REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
5254                REGNO_LAST_UID (bl->regno));
5255     }
5256   return 0;
5257 }
5258
5259
5260 /* Reduce each giv of BL that we have decided to reduce.  */
5261
5262 static void
5263 loop_givs_reduce (struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5264 {
5265   struct induction *v;
5266
5267   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5268     {
5269       struct induction *tv;
5270       if (! v->ignore && v->same == 0)
5271         {
5272           int auto_inc_opt = 0;
5273
5274           /* If the code for derived givs immediately below has already
5275              allocated a new_reg, we must keep it.  */
5276           if (! v->new_reg)
5277             v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
5278
5279 #ifdef AUTO_INC_DEC
5280           /* If the target has auto-increment addressing modes, and
5281              this is an address giv, then try to put the increment
5282              immediately after its use, so that flow can create an
5283              auto-increment addressing mode.  */
5284           /* Don't do this for loops entered at the bottom, to avoid
5285              this invalid transformation:
5286                 jmp L;          ->          jmp L;
5287              TOP:                       TOP:
5288                 use giv                     use giv
5289              L:                             inc giv
5290                 inc biv                 L:
5291                 test biv                    test giv
5292                 cbr TOP                     cbr TOP
5293           */
5294           if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
5295               && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
5296               /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
5297                  does not have a valid INSN_LUID.  */
5298               && ! bl->reversed
5299               && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
5300               && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop
5301               && !loop->top)    
5302             {
5303               /* If other giv's have been combined with this one, then
5304                  this will work only if all uses of the other giv's occur
5305                  before this giv's insn.  This is difficult to check.
5306
5307                  We simplify this by looking for the common case where
5308                  there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
5309                  last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
5310                  increment occurs after the address giv, then we can
5311                  perform the optimization.  (Otherwise, the increment
5312                  would have to go before other_giv, and we would not be
5313                  able to combine it with the address giv to get an
5314                  auto-inc address.)  */
5315               if (v->combined_with)
5316                 {
5317                   struct induction *other_giv = 0;
5318
5319                   for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
5320                     if (tv->same == v)
5321                       {
5322                         if (other_giv)
5323                           break;
5324                         else
5325                           other_giv = tv;
5326                       }
5327                   if (! tv && other_giv
5328                       && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
5329                       && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
5330                           == INSN_UID (v->insn))
5331                       && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
5332                     auto_inc_opt = 1;
5333                 }
5334               /* Check for case where increment is before the address
5335                  giv.  Do this test in "loop order".  */
5336               else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
5337                         && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5338                             || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
5339                                 > INSN_LUID (loop->scan_start))))
5340                        || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5341                            && (INSN_LUID (loop->scan_start)
5342                                < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
5343                 auto_inc_opt = -1;
5344               else
5345                 auto_inc_opt = 1;
5346
5347 #ifdef HAVE_cc0
5348               {
5349                 rtx prev;
5350
5351                 /* We can't put an insn immediately after one setting
5352                    cc0, or immediately before one using cc0.  */
5353                 if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
5354                     || (auto_inc_opt == -1
5355                         && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
5356                         && INSN_P (prev)
5357                         && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
5358                   auto_inc_opt = 0;
5359               }
5360 #endif
5361
5362               if (auto_inc_opt)
5363                 v->auto_inc_opt = 1;
5364             }
5365 #endif
5366
5367           /* For each place where the biv is incremented, add an insn
5368              to increment the new, reduced reg for the giv.  */
5369           for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
5370             {
5371               rtx insert_before;
5372
5373               /* Skip if location is the same as a previous one.  */
5374               if (tv->same)
5375                 continue;
5376               if (! auto_inc_opt)
5377                 insert_before = NEXT_INSN (tv->insn);
5378               else if (auto_inc_opt == 1)
5379                 insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
5380               else
5381                 insert_before = v->insn;
5382
5383               if (tv->mult_val == const1_rtx)
5384                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5385                                               v->new_reg, v->new_reg,
5386                                               0, insert_before);
5387               else /* tv->mult_val == const0_rtx */
5388                 /* A multiply is acceptable here
5389                    since this is presumed to be seldom executed.  */
5390                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5391                                               v->add_val, v->new_reg,
5392                                               0, insert_before);
5393             }
5394
5395           /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
5396
5397           loop_iv_add_mult_hoist (loop,
5398                                   extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5399                                   v->mult_val, v->add_val, v->new_reg);
5400         }
5401     }
5402 }
5403
5404
5405 /* Check for givs whose first use is their definition and whose
5406    last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
5407    dead and should not be used to derive another giv nor to
5408    eliminate a biv.  */
5409
5410 static void
5411 loop_givs_dead_check (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, struct iv_class *bl)
5412 {
5413   struct induction *v;
5414
5415   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5416     {
5417       if (v->ignore
5418           || (v->same && v->same->ignore))
5419         continue;
5420
5421       if (v->giv_type == DEST_REG
5422           && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
5423         {
5424           struct induction *v1;
5425
5426           for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
5427             if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
5428               v->maybe_dead = 1;
5429         }
5430     }
5431 }
5432
5433
5434 static void
5435 loop_givs_rescan (struct loop *loop, struct iv_class *bl, rtx *reg_map)
5436 {
5437   struct induction *v;
5438
5439   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5440     {
5441       if (v->same && v->same->ignore)
5442         v->ignore = 1;
5443
5444       if (v->ignore)
5445         continue;
5446
5447       /* Update expression if this was combined, in case other giv was
5448          replaced.  */
5449       if (v->same)
5450         v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
5451                                   v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
5452
5453       /* See if this register is known to be a pointer to something.  If
5454          so, see if we can find the alignment.  First see if there is a
5455          destination register that is a pointer.  If so, this shares the
5456          alignment too.  Next see if we can deduce anything from the
5457          computational information.  If not, and this is a DEST_ADDR
5458          giv, at least we know that it's a pointer, though we don't know
5459          the alignment.  */
5460       if (REG_P (v->new_reg)
5461           && v->giv_type == DEST_REG
5462           && REG_POINTER (v->dest_reg))
5463         mark_reg_pointer (v->new_reg,
5464                           REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->dest_reg)));
5465       else if (REG_P (v->new_reg)
5466                && REG_POINTER (v->src_reg))
5467         {
5468           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->src_reg));
5469
5470           if (align == 0
5471               || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
5472               || INTVAL (v->add_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5473             align = 0;
5474
5475           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5476         }
5477       else if (REG_P (v->new_reg)
5478                && REG_P (v->add_val)
5479                && REG_POINTER (v->add_val))
5480         {
5481           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->add_val));
5482
5483           if (align == 0 || GET_CODE (v->mult_val) != CONST_INT
5484               || INTVAL (v->mult_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5485             align = 0;
5486
5487           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5488         }
5489       else if (REG_P (v->new_reg) && v->giv_type == DEST_ADDR)
5490         mark_reg_pointer (v->new_reg, 0);
5491
5492       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
5493         {
5494           /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
5495              this giv.  */
5496           if (validate_change_maybe_volatile (v->insn, v->location,
5497                                               v->new_reg))
5498             /* Yay, it worked!  */;
5499           /* Not replaceable; emit an insn to set the original
5500              giv reg from the reduced giv.  */
5501           else if (REG_P (*v->location))
5502             {
5503               rtx tem;
5504               start_sequence ();
5505               tem = force_operand (v->new_reg, *v->location);
5506               if (tem != *v->location)
5507                 emit_move_insn (*v->location, tem);
5508               tem = get_insns ();
5509               end_sequence ();
5510               loop_insn_emit_before (loop, 0, v->insn, tem);
5511             }
5512           else if (GET_CODE (*v->location) == PLUS
5513                    && REG_P (XEXP (*v->location, 0))
5514                    && CONSTANT_P (XEXP (*v->location, 1)))
5515             {
5516               rtx tem;
5517               start_sequence ();
5518               tem = expand_simple_binop (GET_MODE (*v->location), MINUS,
5519                                          v->new_reg, XEXP (*v->location, 1),
5520                                          NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
5521               emit_move_insn (XEXP (*v->location, 0), tem);
5522               tem = get_insns ();
5523               end_sequence ();
5524               loop_insn_emit_before (loop, 0, v->insn, tem);
5525             }
5526           else
5527             {
5528               /* If it wasn't a reg, create a pseudo and use that.  */
5529               rtx reg, seq;
5530               start_sequence ();
5531               reg = force_reg (v->mode, *v->location);
5532               if (validate_change_maybe_volatile (v->insn, v->location, reg))
5533                 {
5534                   seq = get_insns ();
5535                   end_sequence ();
5536                   loop_insn_emit_before (loop, 0, v->insn, seq);
5537                 }
5538               else
5539                 {
5540                   end_sequence ();
5541                   if (loop_dump_stream)
5542                     fprintf (loop_dump_stream,
5543                              "unable to reduce iv in insn %d\n",
5544                              INSN_UID (v->insn));
5545                   bl->all_reduced = 0;
5546                   v->ignore = 1;
5547                   continue;
5548                 }
5549             }
5550         }
5551       else if (v->replaceable)
5552         {
5553           reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
5554         }
5555       else
5556         {
5557           rtx original_insn = v->insn;
5558           rtx note;
5559
5560           /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
5561              the reduced giv, same as above.  */
5562           v->insn = loop_insn_emit_after (loop, 0, original_insn,
5563                                           gen_move_insn (v->dest_reg,
5564                                                          v->new_reg));
5565
5566           /* The original insn may have a REG_EQUAL note.  This note is
5567              now incorrect and may result in invalid substitutions later.
5568              The original insn is dead, but may be part of a libcall
5569              sequence, which doesn't seem worth the bother of handling.  */
5570           note = find_reg_note (original_insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5571           if (note)
5572             remove_note (original_insn, note);
5573         }
5574
5575       /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
5576          biv, and which are live outside the loop, must be set to their
5577          correct final value.  This insn is only needed if the giv is
5578          not replaceable.  The correct final value is the same as the
5579          value that the giv starts the reversed loop with.  */
5580       if (bl->reversed && ! v->replaceable)
5581         loop_iv_add_mult_sink (loop,
5582                                extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5583                                v->mult_val, v->add_val, v->dest_reg);
5584       else if (v->final_value)
5585         loop_insn_sink_or_swim (loop,
5586                                 gen_load_of_final_value (v->dest_reg,
5587                                                          v->final_value));
5588
5589       if (loop_dump_stream)
5590         {
5591           fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
5592                    INSN_UID (v->insn));
5593           print_simple_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
5594           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5595         }
5596     }
5597 }
5598
5599
5600 static int
5601 loop_giv_reduce_benefit (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
5602                          struct iv_class *bl, struct induction *v,
5603                          rtx test_reg)
5604 {
5605   int add_cost;
5606   int benefit;
5607
5608   benefit = v->benefit;
5609   PUT_MODE (test_reg, v->mode);
5610   add_cost = iv_add_mult_cost (bl->biv->add_val, v->mult_val,
5611                                test_reg, test_reg);
5612
5613   /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert a
5614      move-insn to replace the insn that calculates this giv.  Don't do
5615      this unless the giv is a user variable, since it will often be
5616      marked non-replaceable because of the duplication of the exit
5617      code outside the loop.  In such a case, the copies we insert are
5618      dead and will be deleted.  So they don't have a cost.  Similar
5619      situations exist.  */
5620   /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job of
5621      finding replaceable giv's, and hence this code may no longer be
5622      necessary.  */
5623   if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
5624       && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
5625     benefit -= copy_cost;
5626
5627   /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will insert
5628      to increment the reduced reg for the giv.  ??? This can
5629      overestimate the run-time cost of the additional insns, e.g. if
5630      there are multiple basic blocks that increment the biv, but only
5631      one of these blocks is executed during each iteration.  There is
5632      no good way to detect cases like this with the current structure
5633      of the loop optimizer.  This code is more accurate for
5634      determining code size than run-time benefits.  */
5635   benefit -= add_cost * bl->biv_count;
5636
5637   /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
5638      unchanged (recompute it from the biv each time it is used).  This
5639      decision can be made independently for each giv.  */
5640
5641 #ifdef AUTO_INC_DEC
5642   /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
5643      new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
5644      add_cost that was done above).  */
5645   if (v->giv_type == DEST_ADDR
5646       /* Increasing the benefit is risky, since this is only a guess.
5647          Avoid increasing register pressure in cases where there would
5648          be no other benefit from reducing this giv.  */
5649       && benefit > 0
5650       && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
5651     {
5652       int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (v->mem));
5653
5654       if (HAVE_POST_INCREMENT
5655           && INTVAL (v->mult_val) == size)
5656         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5657       else if (HAVE_PRE_INCREMENT
5658                && INTVAL (v->mult_val) == size)
5659         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5660       else if (HAVE_POST_DECREMENT
5661                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5662         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5663       else if (HAVE_PRE_DECREMENT
5664                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5665         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5666     }
5667 #endif
5668
5669   return benefit;
5670 }
5671
5672
5673 /* Free IV structures for LOOP.  */
5674
5675 static void
5676 loop_ivs_free (struct loop *loop)
5677 {
5678   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5679   struct iv_class *iv = ivs->list;
5680
5681   free (ivs->regs);
5682
5683   while (iv)
5684     {
5685       struct iv_class *next = iv->next;
5686       struct induction *induction;
5687       struct induction *next_induction;
5688
5689       for (induction = iv->biv; induction; induction = next_induction)
5690         {
5691           next_induction = induction->next_iv;
5692           free (induction);
5693         }
5694       for (induction = iv->giv; induction; induction = next_induction)
5695         {
5696           next_induction = induction->next_iv;
5697           free (induction);
5698         }
5699
5700       free (iv);
5701       iv = next;
5702     }
5703 }
5704
5705 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
5706    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
5707    the SET_SRC of REG.  */
5708
5709 static rtx
5710 loop_find_equiv_value (const struct loop *loop, rtx reg)
5711 {
5712   rtx loop_start = loop->start;
5713   rtx insn, set;
5714   rtx ret;
5715
5716   ret = reg;
5717   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
5718     {
5719       if (LABEL_P (insn))
5720         break;
5721
5722       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
5723         {
5724           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
5725              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
5726              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
5727           if ((set = single_set (insn))
5728               && (SET_DEST (set) == reg))
5729             {
5730               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5731
5732               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
5733                  Other things, divide in particular, will cause
5734                  problems later if we use them.  */
5735               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
5736                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
5737                 ret = XEXP (note, 0);
5738               else
5739                 ret = SET_SRC (set);
5740
5741               /* We cannot do this if it changes between the
5742                  assignment and loop start though.  */
5743               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
5744                 ret = reg;
5745             }
5746           break;
5747         }
5748     }
5749   return ret;
5750 }
5751
5752 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
5753    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
5754    REG or a PLUS of a REG.  */
5755
5756 static rtx
5757 find_common_reg_term (rtx op0, rtx op1)
5758 {
5759   if ((REG_P (op0) || GET_CODE (op0) == PLUS)
5760       && (REG_P (op1) || GET_CODE (op1) == PLUS))
5761     {
5762       rtx op00;
5763       rtx op01;
5764       rtx op10;
5765       rtx op11;
5766
5767       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
5768         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
5769       else
5770         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
5771
5772       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
5773         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
5774       else
5775         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
5776
5777       /* Find and return common register term if present.  */
5778       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
5779         return op00;
5780       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
5781         return op01;
5782     }
5783
5784   /* No common register term found.  */
5785   return NULL_RTX;
5786 }
5787
5788 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
5789    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
5790    be calculated, otherwise returns zero.  */
5791
5792 static unsigned HOST_WIDE_INT
5793 loop_iterations (struct loop *loop)
5794 {
5795   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
5796   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5797   rtx comparison, comparison_value;
5798   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
5799   enum rtx_code comparison_code;
5800   HOST_WIDE_INT inc;
5801   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
5802   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
5803   int off_by_one;
5804   int increment_dir;
5805   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
5806   rtx last_loop_insn;
5807   struct iv_class *bl;
5808
5809   loop_info->n_iterations = 0;
5810   loop_info->initial_value = 0;
5811   loop_info->initial_equiv_value = 0;
5812   loop_info->comparison_value = 0;
5813   loop_info->final_value = 0;
5814   loop_info->final_equiv_value = 0;
5815   loop_info->increment = 0;
5816   loop_info->iteration_var = 0;
5817   loop_info->iv = 0;
5818
5819   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
5820      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
5821      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
5822      loop_end.  */
5823   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
5824
5825   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
5826      at the end of the loop.  The following code assumes that
5827      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
5828   if (!JUMP_P (last_loop_insn))
5829     {
5830       if (loop_dump_stream)
5831         fprintf (loop_dump_stream,
5832                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
5833       return 0;
5834     }
5835
5836   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
5837      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
5838   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
5839     {
5840       if (loop_dump_stream)
5841         fprintf (loop_dump_stream,
5842                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
5843       return 0;
5844     }
5845
5846   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
5847      branch, and the insn before tests a register value, make that the
5848      iteration variable.  */
5849
5850   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
5851   if (comparison == 0)
5852     {
5853       if (loop_dump_stream)
5854         fprintf (loop_dump_stream,
5855                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
5856       return 0;
5857     }
5858
5859   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
5860      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
5861
5862   comparison_code = GET_CODE (comparison);
5863   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
5864   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
5865
5866   if (!REG_P (iteration_var))
5867     {
5868       if (loop_dump_stream)
5869         fprintf (loop_dump_stream,
5870                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
5871       return 0;
5872     }
5873
5874   /* The only new registers that are created before loop iterations
5875      are givs made from biv increments or registers created by
5876      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
5877      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
5878      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
5879
5880   gcc_assert ((unsigned) REGNO (iteration_var) < ivs->n_regs
5881               || REG_USERVAR_P (iteration_var));
5882
5883   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
5884      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
5885      the strength reduction pass to calculate these values.  */
5886
5887   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
5888   initial_value = 0;
5889   increment = 0;
5890
5891   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
5892      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
5893      value if possible.  */
5894
5895   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
5896      reg_iv_type entry for it.  */
5897   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
5898     {
5899       if (loop_dump_stream)
5900         fprintf (loop_dump_stream,
5901                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
5902       return 0;
5903     }
5904
5905   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
5906      could result in a number of iterations greater than the range of our
5907      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
5908   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
5909             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5910     {
5911       if (loop_dump_stream)
5912         fprintf (loop_dump_stream,
5913                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
5914       return 0;
5915     }
5916   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
5917     {
5918       if (loop_dump_stream)
5919         fprintf (loop_dump_stream,
5920                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
5921       return 0;
5922     }
5923
5924   /* Try swapping the comparison to identify a suitable iv.  */
5925   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != BASIC_INDUCT
5926       && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != GENERAL_INDUCT
5927       && REG_P (comparison_value)
5928       && REGNO (comparison_value) < ivs->n_regs)
5929     {
5930       rtx temp = comparison_value;
5931       comparison_code = swap_condition (comparison_code);
5932       comparison_value = iteration_var;
5933       iteration_var = temp;
5934     }
5935
5936   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
5937     {
5938       gcc_assert (REGNO (iteration_var) < ivs->n_regs);
5939
5940       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
5941       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
5942       initial_value = bl->initial_value;
5943       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
5944         {
5945           if (loop_dump_stream)
5946             fprintf (loop_dump_stream,
5947                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
5948           return 0;
5949         }
5950
5951       increment = biv_total_increment (bl);
5952     }
5953   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
5954     {
5955       HOST_WIDE_INT offset = 0;
5956       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
5957       rtx biv_initial_value;
5958
5959       gcc_assert (REGNO (v->src_reg) < ivs->n_regs);
5960
5961       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
5962         {
5963           if (loop_dump_stream)
5964             fprintf (loop_dump_stream,
5965                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
5966           return 0;
5967         }
5968
5969       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
5970
5971       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
5972
5973       increment = biv_total_increment (bl);
5974       if (increment)
5975         {
5976           struct induction *biv_inc;
5977
5978           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
5979                                          extend_value_for_giv (v, increment),
5980                                          const0_rtx, v->mode);
5981           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
5982              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
5983              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
5984              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
5985              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
5986              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
5987           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
5988             {
5989               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
5990                 {
5991                   if (REG_P (biv_inc->add_val))
5992                     {
5993                       if (loop_dump_stream)
5994                         fprintf (loop_dump_stream,
5995                                  "Loop iterations: Basic induction var add_val is REG %d.\n",
5996                                  REGNO (biv_inc->add_val));
5997                         return 0;
5998                     }
5999
6000                   /* If we have already counted it, skip it.  */
6001                   if (biv_inc->same)
6002                     continue;
6003
6004                   offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
6005                 }
6006             }
6007         }
6008       if (loop_dump_stream)
6009         fprintf (loop_dump_stream,
6010                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
6011                  (long) offset);
6012
6013       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
6014          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
6015       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
6016       initial_value
6017         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
6018                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
6019                              v->add_val, v->mode);
6020     }
6021   else
6022     {
6023       if (loop_dump_stream)
6024         fprintf (loop_dump_stream,
6025                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
6026       return 0;
6027     }
6028
6029   if (initial_value == 0)
6030     return 0;
6031
6032   unsigned_p = 0;
6033   off_by_one = 0;
6034   switch (comparison_code)
6035     {
6036     case LEU:
6037       unsigned_p = 1;
6038     case LE:
6039       compare_dir = 1;
6040       off_by_one = 1;
6041       break;
6042     case GEU:
6043       unsigned_p = 1;
6044     case GE:
6045       compare_dir = -1;
6046       off_by_one = -1;
6047       break;
6048     case EQ:
6049       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
6050       compare_dir = 0;
6051       break;
6052     case LTU:
6053       unsigned_p = 1;
6054     case LT:
6055       compare_dir = 1;
6056       break;
6057     case GTU:
6058       unsigned_p = 1;
6059     case GT:
6060       compare_dir = -1;
6061       break;
6062     case NE:
6063       compare_dir = 0;
6064       break;
6065     default:
6066       gcc_unreachable ();
6067     }
6068
6069   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
6070      its value from the insns before the start of the loop.  */
6071
6072   final_value = comparison_value;
6073   if (REG_P (comparison_value)
6074       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
6075     {
6076       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
6077
6078       /* If we don't get an invariant final value, we are better
6079          off with the original register.  */
6080       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
6081         final_value = comparison_value;
6082     }
6083
6084   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
6085      (on the last successful iteration).  The exact final value
6086      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
6087      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
6088      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
6089      initial_value) % increment != 0.
6090      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
6091      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
6092      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
6093   if (off_by_one)
6094     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
6095
6096   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
6097      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
6098      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
6099      optimizations may obscure the loop's structure.
6100
6101      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
6102      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
6103      Only the difference between final_value and initial_value is
6104      important.  Note that final_value is only approximate.  */
6105   loop_info->initial_value = initial_value;
6106   loop_info->comparison_value = comparison_value;
6107   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
6108   loop_info->increment = increment;
6109   loop_info->iteration_var = iteration_var;
6110   loop_info->comparison_code = comparison_code;
6111   loop_info->iv = bl;
6112
6113   /* Try to determine the iteration count for loops such
6114      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
6115      loop optimization twice, the first pass often converts simple
6116      loops into this form.  */
6117
6118   if (REG_P (initial_value))
6119     {
6120       rtx reg1;
6121       rtx reg2;
6122       rtx const2;
6123
6124       reg1 = initial_value;
6125       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
6126         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
6127       else
6128         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
6129
6130       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
6131          where reg1 != reg2.  */
6132       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
6133         {
6134           rtx temp;
6135
6136           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
6137              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
6138           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
6139
6140           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
6141             initial_value = temp;
6142           else if (loop_invariant_p (loop, reg2))
6143             {
6144               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
6145                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
6146                  the latter case for now since it is not so common.  */
6147               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
6148
6149               if (temp == loop_info->iteration_var)
6150                 temp = initial_value;
6151               if (temp == reg1)
6152                 final_value = (const2 == const0_rtx)
6153                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
6154             }
6155         }
6156     }
6157
6158   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
6159   loop_info->final_equiv_value = final_value;
6160
6161   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
6162      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
6163      return early for any other reason.  */
6164   if (comparison_code == EQ)
6165     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
6166
6167   if (increment == 0)
6168     {
6169       if (loop_dump_stream)
6170         fprintf (loop_dump_stream,
6171                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
6172       return 0;
6173     }
6174
6175   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6176     {
6177       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
6178       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
6179          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
6180       if (REG_P (increment) || GET_CODE (increment) == SUBREG)
6181         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
6182
6183       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6184         {
6185           if (loop_dump_stream)
6186             {
6187               fprintf (loop_dump_stream,
6188                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
6189               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
6190               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6191             }
6192           return 0;
6193         }
6194       loop_info->increment = increment;
6195     }
6196
6197   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
6198     {
6199       if (loop_dump_stream)
6200         {
6201           fprintf (loop_dump_stream,
6202                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
6203           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
6204           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6205         }
6206       return 0;
6207     }
6208   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
6209     {
6210       if (loop_dump_stream)
6211         {
6212           fprintf (loop_dump_stream,
6213                    "Loop iterations: Final value not constant ");
6214           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
6215           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6216         }
6217       return 0;
6218     }
6219   else if (comparison_code == EQ)
6220     {
6221       rtx inc_once;
6222
6223       if (loop_dump_stream)
6224         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
6225
6226       inc_once = gen_int_mode (INTVAL (initial_value) + INTVAL (increment),
6227                                GET_MODE (iteration_var));
6228
6229       if (inc_once == final_value)
6230         {
6231           /* The iterator value once through the loop is equal to the
6232              comparison value.  Either we have an infinite loop, or
6233              we'll loop twice.  */
6234           if (increment == const0_rtx)
6235             return 0;
6236           loop_info->n_iterations = 2;
6237         }
6238       else
6239         loop_info->n_iterations = 1;
6240
6241       if (GET_CODE (loop_info->initial_value) == CONST_INT)
6242         loop_info->final_value
6243           = gen_int_mode ((INTVAL (loop_info->initial_value)
6244                            + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6245                           GET_MODE (iteration_var));
6246       else
6247         loop_info->final_value
6248           = plus_constant (loop_info->initial_value,
6249                            loop_info->n_iterations * INTVAL (increment));
6250       loop_info->final_equiv_value
6251         = gen_int_mode ((INTVAL (initial_value)
6252                          + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6253                         GET_MODE (iteration_var));
6254       return loop_info->n_iterations;
6255     }
6256
6257   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
6258   if (unsigned_p)
6259     final_larger
6260       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6261          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
6262         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6263            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
6264   else
6265     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
6266       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
6267
6268   if (INTVAL (increment) > 0)
6269     increment_dir = 1;
6270   else if (INTVAL (increment) == 0)
6271     increment_dir = 0;
6272   else
6273     increment_dir = -1;
6274
6275   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
6276      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
6277      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
6278      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
6279      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
6280      Only try to optimize the normal cases.  */
6281
6282   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
6283      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
6284      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
6285      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
6286      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
6287
6288   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
6289      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
6290      eliminate all of these special checks, and just always assume
6291      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
6292      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
6293      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
6294      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
6295      loops can be optimized.
6296
6297      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
6298      because the action on overflow is undefined.
6299
6300      See also the special test for NE loops below.  */
6301
6302   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
6303       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
6304     /* Normal case.  */
6305     ;
6306   else
6307     {
6308       if (loop_dump_stream)
6309         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
6310       return 0;
6311     }
6312
6313   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
6314      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
6315      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
6316
6317   inc = INTVAL (increment);
6318   gcc_assert (inc);
6319   if (inc > 0)
6320     {
6321       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
6322       abs_inc = inc;
6323     }
6324   else
6325     {
6326       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
6327       abs_inc = -inc;
6328     }
6329
6330   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
6331      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
6332      into the picture due to sign extension of initial and final
6333      values.  */
6334   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT) 1
6335                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
6336                << 1) - 1;
6337
6338   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
6339      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
6340      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
6341      can not calculate the number of iterations.  */
6342   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
6343     return 0;
6344
6345   /* Note that the number of iterations could be calculated using
6346      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
6347      handle potential overflow of the summation.  */
6348   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
6349   return loop_info->n_iterations;
6350 }
6351
6352 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
6353
6354    Pseudo registers created during this function will be beyond the
6355    last valid index in several tables including
6356    REGS->ARRAY[I].N_TIMES_SET and REGNO_LAST_UID.  This does not cause a
6357    problem here, because the added registers cannot be givs outside of
6358    their loop, and hence will never be reconsidered.  But scan_loop
6359    must check regnos to make sure they are in bounds.  */
6360
6361 static void
6362 strength_reduce (struct loop *loop, int flags)
6363 {
6364   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
6365   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6366   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6367   rtx p;
6368   /* Temporary list pointer for traversing ivs->list.  */
6369   struct iv_class *bl;
6370   /* Ratio of extra register life span we can justify
6371      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
6372      since in that case saving an insn makes more difference
6373      and more registers are available.  */
6374   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
6375   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
6376   /* Map of pseudo-register replacements.  */
6377   rtx *reg_map = NULL;
6378   int reg_map_size;
6379   rtx test_reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
6380   int insn_count = count_insns_in_loop (loop);
6381
6382   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
6383
6384   ivs->n_regs = max_reg_before_loop;
6385   ivs->regs = xcalloc (ivs->n_regs, sizeof (struct iv));
6386
6387   /* Find all BIVs in loop.  */
6388   loop_bivs_find (loop);
6389
6390   /* Exit if there are no bivs.  */
6391   if (! ivs->list)
6392     {
6393       loop_ivs_free (loop);
6394       return;
6395     }
6396
6397   /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
6398      extended basic block.  */
6399   loop_bivs_init_find (loop);
6400
6401   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
6402      initial value from any initializing insns set up above.  */
6403   loop_bivs_check (loop);
6404
6405   /* Search the loop for general induction variables.  */
6406   loop_givs_find (loop);
6407
6408   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
6409      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
6410      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
6411      fail if the iteration variable is a giv.  */
6412   loop_iterations (loop);
6413
6414 #ifdef HAVE_prefetch
6415   if (flags & LOOP_PREFETCH)
6416     emit_prefetch_instructions (loop);
6417 #endif
6418
6419   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
6420      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
6421      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
6422      so that final_giv_value will work correctly.  */
6423   loop_givs_check (loop);
6424
6425   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
6426      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
6427      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
6428   check_dbra_loop (loop, insn_count);
6429
6430   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
6431      Some givs might have been made from biv increments, so look at
6432      ivs->reg_iv_type for a suitable size.  */
6433   reg_map_size = ivs->n_regs;
6434   reg_map = xcalloc (reg_map_size, sizeof (rtx));
6435
6436   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
6437      variable elimination.  */
6438
6439   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
6440     {
6441       struct induction *v;
6442       int benefit;
6443
6444       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
6445          provided all givs are reduced.  */
6446       bl->eliminable = loop_biv_eliminable_p (loop, bl, threshold, insn_count);
6447
6448       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
6449          biv have been strength reduced.
6450          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
6451       bl->all_reduced = 1;
6452
6453       /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
6454          root biv is safe from wrapping in the interior mode.  */
6455       check_ext_dependent_givs (loop, bl);
6456
6457       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
6458       combine_givs (regs, bl);
6459
6460       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6461         {
6462           struct induction *tv;
6463
6464           if (v->ignore || v->same)
6465             continue;
6466
6467           benefit = loop_giv_reduce_benefit (loop, bl, v, test_reg);
6468
6469           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
6470              flag, and clear bl->all_reduced.  */
6471
6472           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
6473              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
6474              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
6475              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
6476              exit.  */
6477
6478           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
6479               && ! bl->reversed)
6480             {
6481               if (loop_dump_stream)
6482                 fprintf (loop_dump_stream,
6483                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
6484                          INSN_UID (v->insn),
6485                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
6486               v->ignore = 1;
6487               bl->all_reduced = 0;
6488             }
6489           else
6490             {
6491               /* Check that we can increment the reduced giv without a
6492                  multiply insn.  If not, reject it.  */
6493
6494               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
6495                 if (tv->mult_val == const1_rtx
6496                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
6497                   {
6498                     if (loop_dump_stream)
6499                       fprintf (loop_dump_stream,
6500                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
6501                                INSN_UID (v->insn));
6502                     v->ignore = 1;
6503                     bl->all_reduced = 0;
6504                     break;
6505                   }
6506             }
6507         }
6508
6509       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
6510          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
6511          dead and should not be used to derive another giv nor to
6512          eliminate a biv.  */
6513       loop_givs_dead_check (loop, bl);
6514
6515       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
6516       loop_givs_reduce (loop, bl);
6517
6518       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
6519          as not reduced.
6520
6521          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
6522          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
6523          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
6524       loop_givs_rescan (loop, bl, reg_map);
6525
6526       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
6527          merit it.  */
6528
6529       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
6530          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
6531          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
6532          combined with.
6533
6534          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where
6535          a giv's new_reg is a complex value that can't be put in the
6536          insn but the giv combined with (with a reg as new_reg) is
6537          marked maybe_dead.  Since the register will be used in either
6538          case, we'd prefer it be used from the simpler giv.  */
6539
6540       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6541         if (! v->maybe_dead && v->same)
6542           v->same->maybe_dead = 0;
6543
6544       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
6545          This won't work if ! bl->all_reduced,
6546          since the givs we planned to use might not have been reduced.
6547
6548          We have to be careful that we didn't initially think we could
6549          eliminate this biv because of a giv that we now think may be
6550          dead and shouldn't be used as a biv replacement.
6551
6552          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
6553          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
6554          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
6555          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
6556          replace it with a compare with a constant will fail.
6557
6558          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
6559          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
6560          doing so in the rare cases where it can occur.  */
6561
6562       if (bl->all_reduced == 1 && bl->eliminable
6563           && maybe_eliminate_biv (loop, bl, 1, threshold, insn_count))
6564         {
6565           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
6566              or otherwise drop straight in, based on this test, then
6567              we might want to rewrite it also.  This way some later
6568              pass has more hope of removing the initialization of this
6569              biv entirely.  */
6570
6571           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
6572              and we must emit an insn to set it just in case.
6573
6574              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
6575              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
6576              proper final value for such a biv here anyways.  */
6577           if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6578               loop_insn_sink_or_swim (loop,
6579                                       gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6580                                                                bl->final_value));
6581
6582           if (loop_dump_stream)
6583             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
6584                      bl->regno);
6585         }
6586       /* See above note wrt final_value.  But since we couldn't eliminate
6587          the biv, we must set the value after the loop instead of before.  */
6588       else if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6589         loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6590                                                        bl->final_value));
6591     }
6592
6593   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
6594      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
6595
6596   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
6597     if (INSN_P (p))
6598       {
6599         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6600         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6601         INSN_CODE (p) = -1;
6602       }
6603
6604   if (loop_dump_stream)
6605     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
6606
6607   loop_ivs_free (loop);
6608   if (reg_map)
6609     free (reg_map);
6610 }
6611 \f
6612 /*Record all basic induction variables calculated in the insn.  */
6613 static rtx
6614 check_insn_for_bivs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6615                      int maybe_multiple)
6616 {
6617   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6618   rtx set;
6619   rtx dest_reg;
6620   rtx inc_val;
6621   rtx mult_val;
6622   rtx *location;
6623
6624   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6625       && (set = single_set (p))
6626       && REG_P (SET_DEST (set)))
6627     {
6628       dest_reg = SET_DEST (set);
6629       if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6630           && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
6631           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
6632         {
6633           if (basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
6634                                    GET_MODE (SET_SRC (set)),
6635                                    dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
6636                                    &location))
6637             {
6638               /* It is a possible basic induction variable.
6639                  Create and initialize an induction structure for it.  */
6640
6641               struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6642
6643               record_biv (loop, v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
6644                           not_every_iteration, maybe_multiple);
6645               REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
6646             }
6647           else if (REGNO (dest_reg) < ivs->n_regs)
6648             REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
6649         }
6650     }
6651   return p;
6652 }
6653 \f
6654 /* Record all givs calculated in the insn.
6655    A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
6656    biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
6657 static rtx
6658 check_insn_for_givs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6659                      int maybe_multiple)
6660 {
6661   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6662
6663   rtx set;
6664   /* Look for a general induction variable in a register.  */
6665   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6666       && (set = single_set (p))
6667       && REG_P (SET_DEST (set))
6668       && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
6669     {
6670       rtx src_reg;
6671       rtx dest_reg;
6672       rtx add_val;
6673       rtx mult_val;
6674       rtx ext_val;
6675       int benefit;
6676       rtx regnote = 0;
6677       rtx last_consec_insn;
6678
6679       dest_reg = SET_DEST (set);
6680       if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
6681         return p;
6682
6683       if (/* SET_SRC is a giv.  */
6684           (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
6685                                   &mult_val, &ext_val, 0, &benefit, VOIDmode)
6686            /* Equivalent expression is a giv.  */
6687            || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6688                && general_induction_var (loop, XEXP (regnote, 0), &src_reg,
6689                                          &add_val, &mult_val, &ext_val, 0,
6690                                          &benefit, VOIDmode)))
6691           /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
6692              We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
6693           && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6694           /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
6695           && dest_reg != src_reg
6696           /* This must be the only place where the register is set.  */
6697           && (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set == 1
6698               /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
6699               || (benefit = consec_sets_giv (loop, benefit, p,
6700                                              src_reg, dest_reg,
6701                                              &add_val, &mult_val, &ext_val,
6702                                              &last_consec_insn))))
6703         {
6704           struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6705
6706           /* If this is a library call, increase benefit.  */
6707           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6708             benefit += libcall_benefit (p);
6709
6710           /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
6711           if (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set != 1)
6712             p = last_consec_insn;
6713
6714           record_giv (loop, v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val,
6715                       ext_val, benefit, DEST_REG, not_every_iteration,
6716                       maybe_multiple, (rtx*) 0);
6717
6718         }
6719     }
6720
6721   /* Look for givs which are memory addresses.  */
6722   if (NONJUMP_INSN_P (p))
6723     find_mem_givs (loop, PATTERN (p), p, not_every_iteration,
6724                    maybe_multiple);
6725
6726   /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
6727      change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
6728   if (INSN_P (p) || LABEL_P (p))
6729     update_giv_derive (loop, p);
6730   return p;
6731 }
6732 \f
6733 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
6734    compared against in an initial test).
6735
6736    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
6737    the current insn and the start of the loop.
6738
6739    INSN is the insn containing X.  */
6740
6741 static int
6742 valid_initial_value_p (rtx x, rtx insn, int call_seen, rtx loop_start)
6743 {
6744   if (CONSTANT_P (x))
6745     return 1;
6746
6747   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
6748      we know.  */
6749   if (!REG_P (x)
6750       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6751     return 0;
6752
6753   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
6754      some machines, don't use any hard registers at all.  */
6755   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
6756       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
6757           || (call_seen && call_used_regs[REGNO (x)])))
6758     return 0;
6759
6760   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
6761      loop.  */
6762   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
6763     return 0;
6764
6765   return 1;
6766 }
6767 \f
6768 /* Scan X for memory refs and check each memory address
6769    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
6770    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
6771    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
6772    more than once in each loop iteration.  */
6773
6774 static void
6775 find_mem_givs (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
6776                int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6777 {
6778   int i, j;
6779   enum rtx_code code;
6780   const char *fmt;
6781
6782   if (x == 0)
6783     return;
6784
6785   code = GET_CODE (x);
6786   switch (code)
6787     {
6788     case REG:
6789     case CONST_INT:
6790     case CONST:
6791     case CONST_DOUBLE:
6792     case SYMBOL_REF:
6793     case LABEL_REF:
6794     case PC:
6795     case CC0:
6796     case ADDR_VEC:
6797     case ADDR_DIFF_VEC:
6798     case USE:
6799     case CLOBBER:
6800       return;
6801
6802     case MEM:
6803       {
6804         rtx src_reg;
6805         rtx add_val;
6806         rtx mult_val;
6807         rtx ext_val;
6808         int benefit;
6809
6810         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
6811            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
6812            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
6813            this one would not be seen.  */
6814
6815         if (general_induction_var (loop, XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
6816                                    &mult_val, &ext_val, 1, &benefit,
6817                                    GET_MODE (x)))
6818           {
6819             /* Found one; record it.  */
6820             struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6821
6822             record_giv (loop, v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
6823                         add_val, ext_val, benefit, DEST_ADDR,
6824                         not_every_iteration, maybe_multiple, &XEXP (x, 0));
6825
6826             v->mem = x;
6827           }
6828       }
6829       return;
6830
6831     default:
6832       break;
6833     }
6834
6835   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
6836
6837   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6838   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
6839     if (fmt[i] == 'e')
6840       find_mem_givs (loop, XEXP (x, i), insn, not_every_iteration,
6841                      maybe_multiple);
6842     else if (fmt[i] == 'E')
6843       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6844         find_mem_givs (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
6845                        maybe_multiple);
6846 }
6847 \f
6848 /* Fill in the data about one biv update.
6849    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
6850    allocated by the caller, with alloca.)
6851    INSN is the insn that sets it.
6852    DEST_REG is the biv's reg.
6853
6854    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
6855    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
6856    being set to INC_VAL.
6857
6858    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
6859    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
6860    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
6861    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
6862    executed exactly once per iteration.  */
6863
6864 static void
6865 record_biv (struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn, rtx dest_reg,
6866             rtx inc_val, rtx mult_val, rtx *location,
6867             int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6868 {
6869   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6870   struct iv_class *bl;
6871
6872   v->insn = insn;
6873   v->src_reg = dest_reg;
6874   v->dest_reg = dest_reg;
6875   v->mult_val = mult_val;
6876   v->add_val = inc_val;
6877   v->ext_dependent = NULL_RTX;
6878   v->location = location;
6879   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
6880   v->always_computable = ! not_every_iteration;
6881   v->always_executed = ! not_every_iteration;
6882   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6883   v->same = 0;
6884
6885   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
6886      if this is the first incrementation of the reg.  */
6887
6888   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg));
6889   if (bl == 0)
6890     {
6891       /* Create and initialize new iv_class.  */
6892
6893       bl = xmalloc (sizeof (struct iv_class));
6894
6895       bl->regno = REGNO (dest_reg);
6896       bl->biv = 0;
6897       bl->giv = 0;
6898       bl->biv_count = 0;
6899       bl->giv_count = 0;
6900
6901       /* Set initial value to the reg itself.  */
6902       bl->initial_value = dest_reg;
6903       bl->final_value = 0;
6904       /* We haven't seen the initializing insn yet.  */
6905       bl->init_insn = 0;
6906       bl->init_set = 0;
6907       bl->initial_test = 0;
6908       bl->incremented = 0;
6909       bl->eliminable = 0;
6910       bl->nonneg = 0;
6911       bl->reversed = 0;
6912       bl->total_benefit = 0;
6913
6914       /* Add this class to ivs->list.  */
6915       bl->next = ivs->list;
6916       ivs->list = bl;
6917
6918       /* Put it in the array of biv register classes.  */
6919       REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg)) = bl;
6920     }
6921   else
6922     {
6923       /* Check if location is the same as a previous one.  */
6924       struct induction *induction;
6925       for (induction = bl->biv; induction; induction = induction->next_iv)
6926         if (location == induction->location)
6927           {
6928             v->same = induction;
6929             break;
6930           }
6931     }
6932
6933   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
6934   v->next_iv = bl->biv;
6935   bl->biv = v;
6936   bl->biv_count++;
6937   if (mult_val == const1_rtx)
6938     bl->incremented = 1;
6939
6940   if (loop_dump_stream)
6941     loop_biv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
6942 }
6943 \f
6944 /* Fill in the data about one giv.
6945    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
6946    allocated by the caller, with alloca.)
6947    INSN is the insn that sets it.
6948    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
6949    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
6950    into a register or is used as a memory address.
6951
6952    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
6953    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
6954    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
6955    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
6956
6957 static void
6958 record_giv (const struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn,
6959             rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx mult_val, rtx add_val,
6960             rtx ext_val, int benefit, enum g_types type,
6961             int not_every_iteration, int maybe_multiple, rtx *location)
6962 {
6963   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6964   struct induction *b;
6965   struct iv_class *bl;
6966   rtx set = single_set (insn);
6967   rtx temp;
6968
6969   /* Attempt to prove constantness of the values.  Don't let simplify_rtx
6970      undo the MULT canonicalization that we performed earlier.  */
6971   temp = simplify_rtx (add_val);
6972   if (temp
6973       && ! (GET_CODE (add_val) == MULT
6974             && GET_CODE (temp) == ASHIFT))
6975     add_val = temp;
6976
6977   v->insn = insn;
6978   v->src_reg = src_reg;
6979   v->giv_type = type;
6980   v->dest_reg = dest_reg;
6981   v->mult_val = mult_val;
6982   v->add_val = add_val;
6983   v->ext_dependent = ext_val;
6984   v->benefit = benefit;
6985   v->location = location;
6986   v->cant_derive = 0;
6987   v->combined_with = 0;
6988   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6989   v->maybe_dead = 0;
6990   v->derive_adjustment = 0;
6991   v->same = 0;
6992   v->ignore = 0;
6993   v->new_reg = 0;
6994   v->final_value = 0;
6995   v->same_insn = 0;
6996   v->auto_inc_opt = 0;
6997   v->shared = 0;
6998
6999   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
7000      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
7001      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
7002      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
7003      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
7004      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
7005      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
7006
7007   if (type == DEST_ADDR)
7008     v->always_computable = 1;
7009   else
7010     v->always_computable = ! not_every_iteration;
7011
7012   v->always_executed = ! not_every_iteration;
7013
7014   if (type == DEST_ADDR)
7015     {
7016       v->mode = GET_MODE (*location);
7017       v->lifetime = 1;
7018     }
7019   else /* type == DEST_REG */
7020     {
7021       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
7022
7023       v->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, REGNO (dest_reg));
7024
7025       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
7026          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
7027          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
7028       if (v->lifetime == 0)
7029         v->ignore = 1;
7030
7031       REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
7032       REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
7033     }
7034
7035   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
7036
7037   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (src_reg));
7038   gcc_assert (bl);
7039   v->next_iv = bl->giv;
7040   bl->giv = v;
7041   
7042   /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
7043      insns that calculate givs.  */
7044   if (type == DEST_REG)
7045     bl->giv_count++;
7046   bl->total_benefit += benefit;
7047
7048   if (type == DEST_ADDR)
7049     {
7050       v->replaceable = 1;
7051       v->not_replaceable = 0;
7052     }
7053   else
7054     {
7055       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
7056          of the following conditions are true:
7057          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
7058            on which the giv is used at all
7059            (there are two ways to deduce this:
7060             either the insn is executed on every iteration,
7061             or all uses follow that insn in the same basic block),
7062          - the giv is not used outside the loop
7063          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
7064
7065       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
7066           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
7067           && REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg))
7068           < INSN_LUID (loop->end)
7069           && (! not_every_iteration
7070               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
7071         {
7072           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
7073              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
7074
7075           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
7076              and last use of the giv.
7077
7078              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
7079              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
7080              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
7081              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
7082              useful as a biv, because it is used in two different loops.
7083              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
7084              using this biv anyways.  */
7085
7086           v->replaceable = 1;
7087           v->not_replaceable = 0;
7088           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7089             {
7090               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
7091                   || ((INSN_LUID (b->insn)
7092                        >= REGNO_FIRST_LUID (REGNO (dest_reg)))
7093                       && (INSN_LUID (b->insn)
7094                           <= REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg)))))
7095                 {
7096                   v->replaceable = 0;
7097                   v->not_replaceable = 1;
7098                   break;
7099                 }
7100             }
7101
7102           /* If there are any backwards branches that go from after the
7103              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
7104           if (v->replaceable)
7105             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7106               if (back_branch_in_range_p (loop, b->insn))
7107                 {
7108                   v->replaceable = 0;
7109                   v->not_replaceable = 1;
7110                   break;
7111                 }
7112         }
7113       else
7114         {
7115           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
7116              decide.  */
7117           v->replaceable = 0;
7118           v->not_replaceable = 0;
7119         }
7120     }
7121
7122   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
7123      combine_givs.  */
7124   {
7125     rtx tem = add_val;
7126
7127     v->no_const_addval = 1;
7128     if (tem == const0_rtx)
7129       ;
7130     else if (CONSTANT_P (add_val))
7131       v->no_const_addval = 0;
7132     if (GET_CODE (tem) == PLUS)
7133       {
7134         while (1)
7135           {
7136             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
7137               tem = XEXP (tem, 0);
7138             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
7139               tem = XEXP (tem, 1);
7140             else
7141               break;
7142           }
7143         if (CONSTANT_P (XEXP (tem, 1)))
7144           v->no_const_addval = 0;
7145       }
7146   }
7147
7148   if (loop_dump_stream)
7149     loop_giv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
7150 }
7151
7152 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
7153    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
7154
7155 static rtx
7156 final_giv_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7157 {
7158   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7159   struct iv_class *bl;
7160   rtx insn;
7161   rtx increment, tem;
7162   rtx seq;
7163   rtx loop_end = loop->end;
7164   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
7165
7166   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
7167
7168   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
7169      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
7170      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
7171      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
7172   if (bl->reversed)
7173     {
7174       if (loop_dump_stream)
7175         fprintf (loop_dump_stream,
7176                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
7177                  REGNO (v->dest_reg));
7178       return const0_rtx;
7179     }
7180
7181   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
7182      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
7183      and the insn that sets the giv must be executed on every iteration
7184      (otherwise the giv may not have its final value when the loop exits).  */
7185
7186   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
7187      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
7188      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
7189      to be known.  */
7190
7191   if (n_iterations != 0
7192       && ! loop->exit_count
7193       && v->always_executed)
7194     {
7195       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
7196          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
7197          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
7198          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
7199          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
7200          biv value here if it is not eliminable.  */
7201
7202       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
7203          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
7204          be valid if it is invariant.  */
7205
7206       increment = biv_total_increment (bl);
7207
7208       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
7209           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
7210         {
7211           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
7212              (n_iterations * increment) + initial_value */
7213
7214           /* The loop exit value of the giv is then
7215              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
7216              The extra increments are any increments to the biv which
7217              occur in the loop after the giv's value is calculated.
7218              We must search from the insn that sets the giv to the end
7219              of the loop to calculate this value.  */
7220
7221           /* Put the final biv value in tem.  */
7222           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
7223           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
7224           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
7225                                  GEN_INT (n_iterations),
7226                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
7227                                  tem);
7228
7229           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
7230           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
7231                insn = NEXT_INSN (insn))
7232             {
7233               struct induction *biv;
7234
7235               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7236                 if (biv->insn == insn)
7237                   {
7238                     start_sequence ();
7239                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
7240                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
7241                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
7242                     seq = get_insns ();
7243                     end_sequence ();
7244                     loop_insn_sink (loop, seq);
7245                   }
7246             }
7247
7248           /* Now calculate the giv's final value.  */
7249           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
7250
7251           if (loop_dump_stream)
7252             fprintf (loop_dump_stream,
7253                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
7254                      REGNO (v->dest_reg));
7255
7256           return tem;
7257         }
7258     }
7259
7260   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
7261   gcc_assert (!v->replaceable);
7262
7263   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
7264   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
7265     {
7266       if (loop_dump_stream)
7267         fprintf (loop_dump_stream,
7268                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
7269                  REGNO (v->dest_reg));
7270
7271       return const0_rtx;
7272     }
7273
7274   return 0;
7275 }
7276
7277 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
7278    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
7279    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
7280    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
7281    have been identified.  */
7282
7283 static void
7284 check_final_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7285 {
7286   rtx final_value = 0;
7287
7288   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
7289      replaceable above in record_giv.  */
7290
7291   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
7292      of the following conditions are true:
7293      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
7294        on which the giv is used at all
7295        (there are two ways to deduce this:
7296         either the insn is executed on every iteration,
7297         or all uses follow that insn in the same basic block),
7298      - its final value can be calculated (this condition is different
7299        than the one above in record_giv)
7300      - it's not used before the it's set
7301      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
7302
7303 #if 0
7304   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
7305   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
7306   v->replaceable = 0;
7307 #endif
7308
7309   if ((final_value = final_giv_value (loop, v))
7310       && (v->always_executed
7311           || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
7312     {
7313       int biv_increment_seen = 0, before_giv_insn = 0;
7314       rtx p = v->insn;
7315       rtx last_giv_use;
7316
7317       v->replaceable = 1;
7318       v->not_replaceable = 0;
7319
7320       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
7321          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
7322          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
7323          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
7324
7325       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
7326          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
7327          that sets the giv, and search around the loop until we come
7328          back to that insn again.
7329
7330          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
7331          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
7332          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
7333          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
7334          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
7335          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
7336          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
7337
7338       last_giv_use = v->insn;
7339
7340       while (1)
7341         {
7342           p = NEXT_INSN (p);
7343           if (p == loop->end)
7344             {
7345               before_giv_insn = 1;
7346               p = NEXT_INSN (loop->start);
7347             }
7348           if (p == v->insn)
7349             break;
7350
7351           if (INSN_P (p))
7352             {
7353               /* It is possible for the BIV increment to use the GIV if we
7354                  have a cycle.  Thus we must be sure to check each insn for
7355                  both BIV and GIV uses, and we must check for BIV uses
7356                  first.  */
7357
7358               if (! biv_increment_seen
7359                   && reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
7360                 biv_increment_seen = 1;
7361
7362               if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
7363                 {
7364                   if (biv_increment_seen || before_giv_insn)
7365                     {
7366                       v->replaceable = 0;
7367                       v->not_replaceable = 1;
7368                       break;
7369                     }
7370                   last_giv_use = p;
7371                 }
7372             }
7373         }
7374
7375       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
7376          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
7377          replaceable.  */
7378
7379       if (v->replaceable)
7380         {
7381           p = v->insn;
7382           while (1)
7383             {
7384               p = NEXT_INSN (p);
7385               if (p == loop->end)
7386                 p = NEXT_INSN (loop->start);
7387               if (p == last_giv_use)
7388                 break;
7389
7390               if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
7391                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
7392                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
7393                        && loop_insn_first_p (loop->start, JUMP_LABEL (p)))
7394                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
7395                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop->end))))
7396                 {
7397                   v->replaceable = 0;
7398                   v->not_replaceable = 1;
7399
7400                   if (loop_dump_stream)
7401                     fprintf (loop_dump_stream,
7402                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
7403
7404                   break;
7405                 }
7406             }
7407         }
7408
7409       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
7410       if (v->replaceable)
7411         v->final_value = final_value;
7412     }
7413
7414   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
7415     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
7416              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
7417 }
7418 \f
7419 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
7420
7421    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
7422    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
7423    another giv.
7424
7425    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
7426    derive another giv once a label has been passed.
7427
7428    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
7429
7430 static void
7431 update_giv_derive (const struct loop *loop, rtx p)
7432 {
7433   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7434   struct iv_class *bl;
7435   struct induction *biv, *giv;
7436   rtx tem;
7437   int dummy;
7438
7439   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
7440
7441      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
7442      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
7443      derive any givs after a label is passed.
7444
7445      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
7446      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
7447      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
7448      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
7449      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
7450      sub-cases within this case.
7451
7452      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
7453      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
7454      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
7455      this extra tracking doesn't seem worth it).
7456
7457      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
7458      executed multiple times.  We are actually only concerned about
7459      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
7460      on the jump again here.
7461
7462      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
7463      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
7464      the giv cannot derive further givs.  */
7465
7466   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
7467     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7468       if (LABEL_P (p) || JUMP_P (p)
7469           || biv->insn == p)
7470         {
7471           /* Skip if location is the same as a previous one.  */
7472           if (biv->same)
7473             continue;
7474
7475           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
7476             {
7477               /* If cant_derive is already true, there is no point in
7478                  checking all of these conditions again.  */
7479               if (giv->cant_derive)
7480                 continue;
7481
7482               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
7483                  it cannot derive anything.  */
7484               if (LABEL_P (p) && ! giv->always_computable)
7485                 giv->cant_derive = 1;
7486
7487               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
7488                  they are really invariants.  Also skip those that are
7489                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
7490                  any biv update.  */
7491               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
7492                 continue;
7493
7494               /* The only way we can allow this giv to derive another
7495                  is if this is a biv increment and we can form the product
7496                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
7497                  be able to compute a compensation.  */
7498               else if (biv->insn == p)
7499                 {
7500                   rtx ext_val_dummy;
7501
7502                   tem = 0;
7503                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
7504                     tem = simplify_giv_expr (loop,
7505                                              gen_rtx_MULT (giv->mode,
7506                                                            biv->add_val,
7507                                                            giv->mult_val),
7508                                              &ext_val_dummy, &dummy);
7509
7510                   if (tem && giv->derive_adjustment)
7511                     tem = simplify_giv_expr
7512                       (loop,
7513                        gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
7514                        &ext_val_dummy, &dummy);
7515
7516                   if (tem)
7517                     giv->derive_adjustment = tem;
7518                   else
7519                     giv->cant_derive = 1;
7520                 }
7521               else if ((LABEL_P (p) && ! biv->always_computable)
7522                        || (JUMP_P (p) && biv->maybe_multiple))
7523                 giv->cant_derive = 1;
7524             }
7525         }
7526 }
7527 \f
7528 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
7529    X is the source of insn P, or a part of it.
7530    MODE is the mode in which X should be interpreted.
7531
7532    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
7533    We accept patterns of these forms:
7534      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
7535      REG = INVARIANT + REG
7536
7537    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
7538    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
7539    we found the additive term into *LOCATION.
7540
7541    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
7542    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
7543
7544    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
7545    whose mode was promoted.  In that case, an increment
7546    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
7547    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
7548    into the variable.
7549
7550    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
7551    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
7552    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
7553    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
7554
7555    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
7556    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
7557    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
7558    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
7559    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
7560    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
7561    not ZERO_EXTEND.
7562
7563    If we cannot find a biv, we return 0.  */
7564
7565 static int
7566 basic_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, enum machine_mode mode,
7567                      rtx dest_reg, rtx p, rtx *inc_val, rtx *mult_val,
7568                      rtx **location)
7569 {
7570   enum rtx_code code;
7571   rtx *argp, arg;
7572   rtx insn, set = 0, last, inc;
7573
7574   code = GET_CODE (x);
7575   *location = NULL;
7576   switch (code)
7577     {
7578     case PLUS:
7579       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
7580           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
7581               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
7582               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
7583         {
7584           argp = &XEXP (x, 1);
7585         }
7586       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
7587                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
7588                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
7589                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
7590         {
7591           argp = &XEXP (x, 0);
7592         }
7593       else
7594         return 0;
7595
7596       arg = *argp;
7597       if (loop_invariant_p (loop, arg) != 1)
7598         return 0;
7599
7600       /* convert_modes can emit new instructions, e.g. when arg is a loop
7601          invariant MEM and dest_reg has a different mode.
7602          These instructions would be emitted after the end of the function
7603          and then *inc_val would be an uninitialized pseudo.
7604          Detect this and bail in this case.
7605          Other alternatives to solve this can be introducing a convert_modes
7606          variant which is allowed to fail but not allowed to emit new
7607          instructions, emit these instructions before loop start and let
7608          it be garbage collected if *inc_val is never used or saving the
7609          *inc_val initialization sequence generated here and when *inc_val
7610          is going to be actually used, emit it at some suitable place.  */
7611       last = get_last_insn ();
7612       inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
7613       if (get_last_insn () != last)
7614         {
7615           delete_insns_since (last);
7616           return 0;
7617         }
7618
7619       *inc_val = inc;
7620       *mult_val = const1_rtx;
7621       *location = argp;
7622       return 1;
7623
7624     case SUBREG:
7625       /* If what's inside the SUBREG is a BIV, then the SUBREG.  This will
7626          handle addition of promoted variables.
7627          ??? The comment at the start of this function is wrong: promoted
7628          variable increments don't look like it says they do.  */
7629       return basic_induction_var (loop, SUBREG_REG (x),
7630                                   GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
7631                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7632
7633     case REG:
7634       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
7635          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
7636
7637       /* If this sets a register to itself, we would repeat any previous
7638          biv increment if we applied this strategy blindly.  */
7639       if (rtx_equal_p (dest_reg, x))
7640         return 0;
7641
7642       insn = p;
7643       while (1)
7644         {
7645           rtx dest;
7646           do
7647             {
7648               insn = PREV_INSN (insn);
7649             }
7650           while (insn && NOTE_P (insn)
7651                  && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7652
7653           if (!insn)
7654             break;
7655           set = single_set (insn);
7656           if (set == 0)
7657             break;
7658           dest = SET_DEST (set);
7659           if (dest == x
7660               || (GET_CODE (dest) == SUBREG
7661                   && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (dest)) <= UNITS_PER_WORD)
7662                   && (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest)) == MODE_INT)
7663                   && SUBREG_REG (dest) == x))
7664             return basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
7665                                         (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
7666                                          ? GET_MODE (x)
7667                                          : GET_MODE (SET_SRC (set))),
7668                                         dest_reg, insn,
7669                                         inc_val, mult_val, location);
7670
7671           while (GET_CODE (dest) == SUBREG
7672                  || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
7673                  || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
7674             dest = XEXP (dest, 0);
7675           if (dest == x)
7676             break;
7677         }
7678       /* Fall through.  */
7679
7680       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
7681          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
7682          as a biv of the outer loop,
7683          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
7684     case MEM:
7685       if (loop_invariant_p (loop, x) != 1)
7686         return 0;
7687     case CONST_INT:
7688     case SYMBOL_REF:
7689     case CONST:
7690       /* convert_modes dies if we try to convert to or from CCmode, so just
7691          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
7692          would be a useful iterator anyways.  convert_modes dies if we try to
7693          convert a float mode to non-float or vice versa too.  */
7694       if (loop->level == 1
7695           && GET_MODE_CLASS (mode) == GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg))
7696           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC)
7697         {
7698           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
7699           last = get_last_insn ();
7700           inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
7701           if (get_last_insn () != last)
7702             {
7703               delete_insns_since (last);
7704               return 0;
7705             }
7706
7707           *inc_val = inc;
7708           *mult_val = const0_rtx;
7709           return 1;
7710         }
7711       else
7712         return 0;
7713
7714     case SIGN_EXTEND:
7715       /* Ignore this BIV if signed arithmetic overflow is defined.  */
7716       if (flag_wrapv)
7717         return 0;
7718       return basic_induction_var (loop, XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7719                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7720
7721     case ASHIFTRT:
7722       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
7723       for (insn = PREV_INSN (p);
7724            (insn && NOTE_P (insn)
7725             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7726            insn = PREV_INSN (insn))
7727         ;
7728
7729       if (insn)
7730         set = single_set (insn);
7731
7732       if (! rtx_equal_p (dest_reg, XEXP (x, 0))
7733           && set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
7734           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
7735           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
7736           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
7737           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
7738         return basic_induction_var (loop, XEXP (SET_SRC (set), 0),
7739                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7740                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
7741                                     location);
7742       return 0;
7743
7744     default:
7745       return 0;
7746     }
7747 }
7748 \f
7749 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
7750    function   of a basic induction variable,
7751    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
7752    The coefficients can be any loop invariant quantity.
7753    A giv need not be computed directly from the biv;
7754    it can be computed by way of other givs.  */
7755
7756 /* Determine whether X computes a giv.
7757    If it does, return a nonzero value
7758      which is the benefit from eliminating the computation of X;
7759    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
7760    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
7761      such that the value of X is biv * mult + add;  */
7762
7763 static int
7764 general_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, rtx *src_reg,
7765                        rtx *add_val, rtx *mult_val, rtx *ext_val,
7766                        int is_addr, int *pbenefit,
7767                        enum machine_mode addr_mode)
7768 {
7769   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7770   rtx orig_x = x;
7771
7772   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
7773   if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
7774     return 0;
7775
7776   *pbenefit = 0;
7777   *ext_val = NULL_RTX;
7778   x = simplify_giv_expr (loop, x, ext_val, pbenefit);
7779   if (x == 0)
7780     return 0;
7781
7782   switch (GET_CODE (x))
7783     {
7784     case USE:
7785     case CONST_INT:
7786       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
7787          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
7788          with.  */
7789       *src_reg = ivs->list->biv->dest_reg;
7790       *mult_val = const0_rtx;
7791       *add_val = x;
7792       break;
7793
7794     case REG:
7795       /* This is equivalent to a BIV.  */
7796       *src_reg = x;
7797       *mult_val = const1_rtx;
7798       *add_val = const0_rtx;
7799       break;
7800
7801     case PLUS:
7802       /* Either (plus (biv) (invar)) or
7803          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
7804       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
7805         {
7806           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
7807           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
7808         }
7809       else
7810         {
7811           *src_reg = XEXP (x, 0);
7812           *mult_val = const1_rtx;
7813         }
7814       *add_val = XEXP (x, 1);
7815       break;
7816
7817     case MULT:
7818       /* ADD_VAL is zero.  */
7819       *src_reg = XEXP (x, 0);
7820       *mult_val = XEXP (x, 1);
7821       *add_val = const0_rtx;
7822       break;
7823
7824     default:
7825       gcc_unreachable ();
7826     }
7827
7828   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
7829      unless they are CONST_INT).  */
7830   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
7831     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
7832   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
7833     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
7834
7835   if (is_addr)
7836     *pbenefit += address_cost (orig_x, addr_mode) - reg_address_cost;
7837   else
7838     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
7839
7840   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
7841      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
7842      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
7843   return 1;
7844 }
7845 \f
7846 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
7847    We will canonicalize it to be of the form
7848         (plus (mult (BIV) (invar_1))
7849               (invar_2))
7850    with possible degeneracies.
7851
7852    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
7853    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
7854    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
7855    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
7856
7857    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
7858    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
7859    returns 0.
7860
7861    For a nonzero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
7862    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
7863
7864    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
7865
7866 static rtx sge_plus (enum machine_mode, rtx, rtx);
7867 static rtx sge_plus_constant (rtx, rtx);
7868
7869 static rtx
7870 simplify_giv_expr (const struct loop *loop, rtx x, rtx *ext_val, int *benefit)
7871 {
7872   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7873   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
7874   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
7875   rtx arg0, arg1;
7876   rtx tem;
7877
7878   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
7879      mode, this can't be a giv.  */
7880   if (mode != VOIDmode
7881       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
7882           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
7883     return NULL_RTX;
7884
7885   switch (GET_CODE (x))
7886     {
7887     case PLUS:
7888       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7889       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7890       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7891         return NULL_RTX;
7892
7893       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
7894       if ((GET_CODE (arg0) == USE
7895            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7896           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
7897                  && GET_CODE (arg1) == USE)
7898                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
7899         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7900
7901       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
7902       if (arg1 == const0_rtx)
7903         return arg0;
7904       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
7905         switch (GET_CODE (arg0))
7906           {
7907           case CONST_INT:
7908           case USE:
7909             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
7910                addition operation inside a USE and return it.  */
7911             if (GET_CODE (arg0) == USE)
7912               arg0 = XEXP (arg0, 0);
7913             if (GET_CODE (arg1) == USE)
7914               arg1 = XEXP (arg1, 0);
7915
7916             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7917               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7918             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
7919               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
7920             else
7921               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
7922
7923             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
7924               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
7925             return tem;
7926
7927           case REG:
7928           case MULT:
7929             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
7930             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
7931
7932           case PLUS:
7933             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
7934             return
7935               simplify_giv_expr (loop,
7936                                  gen_rtx_PLUS (mode,
7937                                                XEXP (arg0, 0),
7938                                                gen_rtx_PLUS (mode,
7939                                                              XEXP (arg0, 1),
7940                                                              arg1)),
7941                                  ext_val, benefit);
7942
7943           default:
7944             gcc_unreachable ();
7945           }
7946
7947       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
7948          MULT to reduce cases.  */
7949       if (REG_P (arg0))
7950         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
7951       if (REG_P (arg1))
7952         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
7953
7954       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7955          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7956          Recurse to associate the second PLUS.  */
7957       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
7958         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7959
7960       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
7961         return
7962           simplify_giv_expr (loop,
7963                              gen_rtx_PLUS (mode,
7964                                            gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
7965                                                          XEXP (arg1, 0)),
7966                                            XEXP (arg1, 1)),
7967                              ext_val, benefit);
7968
7969       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
7970       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
7971         return NULL_RTX;
7972
7973       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
7974         return NULL_RTX;
7975
7976       return simplify_giv_expr (loop,
7977                                 gen_rtx_MULT (mode,
7978                                               XEXP (arg0, 0),
7979                                               gen_rtx_PLUS (mode,
7980                                                             XEXP (arg0, 1),
7981                                                             XEXP (arg1, 1))),
7982                                 ext_val, benefit);
7983
7984     case MINUS:
7985       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
7986       return simplify_giv_expr (loop,
7987                                 gen_rtx_PLUS (mode,
7988                                               XEXP (x, 0),
7989                                               gen_rtx_MULT (mode,
7990                                                             XEXP (x, 1),
7991                                                             constm1_rtx)),
7992                                 ext_val, benefit);
7993
7994     case MULT:
7995       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7996       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7997       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7998         return NULL_RTX;
7999
8000       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
8001       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
8002           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
8003         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
8004
8005       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
8006       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
8007         return NULL_RTX;
8008
8009       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
8010       if (arg1 == const0_rtx)
8011         return const0_rtx;
8012
8013       else if (arg1 == const1_rtx)
8014         return arg0;
8015
8016       switch (GET_CODE (arg0))
8017         {
8018         case REG:
8019           /* biv * invar.  Done.  */
8020           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
8021
8022         case CONST_INT:
8023           /* Product of two constants.  */
8024           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
8025
8026         case USE:
8027           /* invar * invar is a giv, but attempt to simplify it somehow.  */
8028           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
8029             return NULL_RTX;
8030
8031           arg0 = XEXP (arg0, 0);
8032           if (GET_CODE (arg0) == MULT)
8033             {
8034               /* (invar_0 * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
8035               return simplify_giv_expr (loop,
8036                                         gen_rtx_MULT (mode,
8037                                                       XEXP (arg0, 0),
8038                                                       gen_rtx_MULT (mode,
8039                                                                     XEXP (arg0,
8040                                                                           1),
8041                                                                     arg1)),
8042                                         ext_val, benefit);
8043             }
8044           /* Propagate the MULT expressions to the innermost nodes.  */
8045           else if (GET_CODE (arg0) == PLUS)
8046             {
8047               /* (invar_0 + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
8048               return simplify_giv_expr (loop,
8049                                         gen_rtx_PLUS (mode,
8050                                                       gen_rtx_MULT (mode,
8051                                                                     XEXP (arg0,
8052                                                                           0),
8053                                                                     arg1),
8054                                                       gen_rtx_MULT (mode,
8055                                                                     XEXP (arg0,
8056                                                                           1),
8057                                                                     arg1)),
8058                                         ext_val, benefit);
8059             }
8060           return gen_rtx_USE (mode, gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1));
8061
8062         case MULT:
8063           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
8064           return simplify_giv_expr (loop,
8065                                     gen_rtx_MULT (mode,
8066                                                   XEXP (arg0, 0),
8067                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8068                                                                 XEXP (arg0, 1),
8069                                                                 arg1)),
8070                                     ext_val, benefit);
8071
8072         case PLUS:
8073           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
8074           return simplify_giv_expr (loop,
8075                                     gen_rtx_PLUS (mode,
8076                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8077                                                                 XEXP (arg0, 0),
8078                                                                 arg1),
8079                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8080                                                                 XEXP (arg0, 1),
8081                                                                 arg1)),
8082                                     ext_val, benefit);
8083
8084         default:
8085           gcc_unreachable ();
8086         }
8087
8088     case ASHIFT:
8089       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
8090       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
8091         return 0;
8092
8093       return
8094         simplify_giv_expr (loop,
8095                            gen_rtx_MULT (mode,
8096                                          XEXP (x, 0),
8097                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
8098                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
8099                            ext_val, benefit);
8100
8101     case NEG:
8102       /* "-a" is "a * (-1)" */
8103       return simplify_giv_expr (loop,
8104                                 gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
8105                                 ext_val, benefit);
8106
8107     case NOT:
8108       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
8109       return simplify_giv_expr (loop,
8110                                 gen_rtx_MINUS (mode,
8111                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
8112                                                const1_rtx),
8113                                 ext_val, benefit);
8114
8115     case USE:
8116       /* Already in proper form for invariant.  */
8117       return x;
8118
8119     case SIGN_EXTEND:
8120     case ZERO_EXTEND:
8121     case TRUNCATE:
8122       /* Conditionally recognize extensions of simple IVs.  After we've
8123          computed loop traversal counts and verified the range of the
8124          source IV, we'll reevaluate this as a GIV.  */
8125       if (*ext_val == NULL_RTX)
8126         {
8127           arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
8128           if (arg0 && *ext_val == NULL_RTX && REG_P (arg0))
8129             {
8130               *ext_val = gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (x), mode, arg0);
8131               return arg0;
8132             }
8133         }
8134       goto do_default;
8135
8136     case REG:
8137       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
8138       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
8139         return 0;
8140
8141       /* Check for biv or giv.  */
8142       switch (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)))
8143         {
8144         case BASIC_INDUCT:
8145           return x;
8146         case GENERAL_INDUCT:
8147           {
8148             struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (x));
8149
8150             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
8151                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
8152
8153             /* Increasing the benefit here is risky.  The only case in which it
8154                is arguably correct is if this is the only use of V.  In other
8155                cases, this will artificially inflate the benefit of the current
8156                giv, and lead to suboptimal code.  Thus, it is disabled, since
8157                potentially not reducing an only marginally beneficial giv is
8158                less harmful than reducing many givs that are not really
8159                beneficial.  */
8160             {
8161               rtx single_use = regs->array[REGNO (x)].single_usage;
8162               if (single_use && single_use != const0_rtx)
8163                 *benefit += v->benefit;
8164             }
8165
8166             if (v->cant_derive)
8167               return 0;
8168
8169             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
8170                                                     v->src_reg, v->mult_val),
8171                                 v->add_val);
8172
8173             if (v->derive_adjustment)
8174               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
8175             arg0 = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val, benefit);
8176             if (*ext_val)
8177               {
8178                 if (!v->ext_dependent)
8179                   return arg0;
8180               }
8181             else
8182               {
8183                 *ext_val = v->ext_dependent;
8184                 return arg0;
8185               }
8186             return 0;
8187           }
8188
8189         default:
8190         do_default:
8191           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
8192              may be able to simplify things further by looking through
8193              the bits we just moved outside the loop.  */
8194           if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8195             {
8196               struct movable *m;
8197               struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
8198
8199               for (m = movables->head; m; m = m->next)
8200                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
8201                   {
8202                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
8203
8204                     /* If we match another movable, we must use that, as
8205                        this one is going away.  */
8206                     if (m->match)
8207                       return simplify_giv_expr (loop, m->match->set_dest,
8208                                                 ext_val, benefit);
8209
8210                     /* If consec is nonzero, this is a member of a group of
8211                        instructions that were moved together.  We handle this
8212                        case only to the point of seeking to the last insn and
8213                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
8214                     if (m->consec != 0)
8215                       {
8216                         int i = m->consec;
8217                         tem = m->insn;
8218                         do
8219                           {
8220                             tem = NEXT_INSN (tem);
8221                           }
8222                         while (--i > 0);
8223
8224                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
8225                         if (tem)
8226                           tem = XEXP (tem, 0);
8227                       }
8228                     else
8229                       {
8230                         tem = single_set (m->insn);
8231                         if (tem)
8232                           tem = SET_SRC (tem);
8233                       }
8234
8235                     if (tem)
8236                       {
8237                         /* What we are most interested in is pointer
8238                            arithmetic on invariants -- only take
8239                            patterns we may be able to do something with.  */
8240                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
8241                             || GET_CODE (tem) == MULT
8242                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
8243                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
8244                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
8245                           {
8246                             tem = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val,
8247                                                      benefit);
8248                             if (tem)
8249                               return tem;
8250                           }
8251                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
8252                                  && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
8253                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8254                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
8255                           {
8256                             tem = simplify_giv_expr (loop, XEXP (tem, 0),
8257                                                      ext_val, benefit);
8258                             if (tem)
8259                               return tem;
8260                           }
8261                       }
8262                     break;
8263                   }
8264             }
8265           break;
8266         }
8267
8268       /* Fall through to general case.  */
8269     default:
8270       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
8271          Otherwise, not giv.  */
8272       if (GET_CODE (x) == USE)
8273         x = XEXP (x, 0);
8274
8275       if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8276         {
8277           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8278             return x;
8279           if (GET_CODE (x) == CONST
8280               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8281               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8282               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
8283             x = XEXP (x, 0);
8284           return gen_rtx_USE (mode, x);
8285         }
8286       else
8287         return 0;
8288     }
8289 }
8290
8291 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
8292    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
8293
8294 static rtx
8295 sge_plus_constant (rtx x, rtx c)
8296 {
8297   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8298     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
8299   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
8300     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
8301   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
8302     {
8303       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
8304                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
8305     }
8306   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8307            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
8308     {
8309       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8310                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
8311     }
8312   else
8313     {
8314       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8315                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
8316     }
8317 }
8318
8319 static rtx
8320 sge_plus (enum machine_mode mode, rtx x, rtx y)
8321 {
8322   while (GET_CODE (y) == PLUS)
8323     {
8324       rtx a = XEXP (y, 0);
8325       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8326         x = sge_plus_constant (x, a);
8327       else
8328         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
8329       y = XEXP (y, 1);
8330     }
8331   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
8332     x = sge_plus_constant (x, y);
8333   else
8334     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
8335   return x;
8336 }
8337 \f
8338 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
8339    for example,
8340       giv = biv * M
8341       giv = giv + A
8342    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
8343    we check that all other insns that set the same register follow
8344    immediately after P, that they alter nothing else,
8345    and that the result of the last is still a giv.
8346
8347    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
8348    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
8349    all the consecutive insns that compute the value.
8350
8351    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
8352    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
8353
8354    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
8355    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
8356
8357 static int
8358 consec_sets_giv (const struct loop *loop, int first_benefit, rtx p,
8359                  rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx *add_val, rtx *mult_val,
8360                  rtx *ext_val, rtx *last_consec_insn)
8361 {
8362   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
8363   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
8364   int count;
8365   enum rtx_code code;
8366   int benefit;
8367   rtx temp;
8368   rtx set;
8369
8370   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
8371      each insn of the multi-insn sequence.
8372
8373      This induction structure will be used only by the call to
8374      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
8375      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
8376      a new induction structure.  */
8377   struct induction *v;
8378
8379   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != UNKNOWN_INDUCT)
8380     return 0;
8381
8382   v = alloca (sizeof (struct induction));
8383   v->src_reg = src_reg;
8384   v->mult_val = *mult_val;
8385   v->add_val = *add_val;
8386   v->benefit = first_benefit;
8387   v->cant_derive = 0;
8388   v->derive_adjustment = 0;
8389   v->ext_dependent = NULL_RTX;
8390
8391   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
8392   REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
8393
8394   count = regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set - 1;
8395
8396   while (count > 0)
8397     {
8398       p = NEXT_INSN (p);
8399       code = GET_CODE (p);
8400
8401       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
8402       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
8403         p = XEXP (temp, 0);
8404
8405       if (code == INSN
8406           && (set = single_set (p))
8407           && REG_P (SET_DEST (set))
8408           && SET_DEST (set) == dest_reg
8409           && (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg,
8410                                      add_val, mult_val, ext_val, 0,
8411                                      &benefit, VOIDmode)
8412               /* Giv created by equivalent expression.  */
8413               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
8414                   && general_induction_var (loop, XEXP (temp, 0), &src_reg,
8415                                             add_val, mult_val, ext_val, 0,
8416                                             &benefit, VOIDmode)))
8417           && src_reg == v->src_reg)
8418         {
8419           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
8420             benefit += libcall_benefit (p);
8421
8422           count--;
8423           v->mult_val = *mult_val;
8424           v->add_val = *add_val;
8425           v->benefit += benefit;
8426         }
8427       else if (code != NOTE)
8428         {
8429           /* Allow insns that set something other than this giv to a
8430              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
8431              include long constants and should not disqualify a giv.  */
8432           if (code == INSN
8433               && (set = single_set (p))
8434               && SET_DEST (set) != dest_reg
8435               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
8436             continue;
8437
8438           REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8439           return 0;
8440         }
8441     }
8442
8443   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8444   *last_consec_insn = p;
8445   return v->benefit;
8446 }
8447 \f
8448 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8449    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
8450    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
8451
8452    To perform the computation, we note that
8453         G1 = x * v + a          and
8454         G2 = y * v + b
8455    where `v' is the biv.
8456
8457    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
8458
8459    Note that MULT = y/x.
8460
8461    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
8462    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
8463    subtracting variables.  */
8464
8465 static rtx
8466 express_from_1 (rtx a, rtx b, rtx mult)
8467 {
8468   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
8469
8470   if (mult == const0_rtx)
8471     return b;
8472
8473   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
8474      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
8475      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
8476      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
8477
8478   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
8479     return NULL_RTX;
8480
8481   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
8482      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
8483      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
8484      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
8485      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
8486
8487   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
8488     {
8489       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
8490
8491       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8492       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
8493         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
8494
8495       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
8496       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
8497         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
8498
8499       if (rtx_equal_p (ra, rb))
8500         /* We matched: remove one reg completely.  */
8501         a = oa, b = ob;
8502       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
8503         /* An alternate match.  */
8504         a = oa, b = rb;
8505       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
8506         /* An alternate match.  */
8507         a = ra, b = ob;
8508       else
8509         {
8510           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
8511              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
8512           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
8513           if (ob == NULL_RTX)
8514             return NULL_RTX;
8515           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
8516         }
8517     }
8518
8519   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
8520      get rid of everything but a constant.  */
8521
8522   if (GET_CODE (a) == PLUS)
8523     {
8524       rtx ra, oa;
8525
8526       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8527       if (rtx_equal_p (oa, b))
8528         oa = ra;
8529       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
8530         return NULL_RTX;
8531
8532       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
8533         return NULL_RTX;
8534
8535       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
8536     }
8537   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8538     {
8539       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
8540     }
8541   else if (CONSTANT_P (a))
8542     {
8543       enum machine_mode mode_a = GET_MODE (a);
8544       enum machine_mode mode_b = GET_MODE (b);
8545       enum machine_mode mode = mode_b == VOIDmode ? mode_a : mode_b;
8546       return simplify_gen_binary (MINUS, mode, b, a);
8547     }
8548   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
8549     {
8550       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
8551         return XEXP (b, 1);
8552       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
8553         return XEXP (b, 0);
8554       else
8555         return NULL_RTX;
8556     }
8557   else if (rtx_equal_p (a, b))
8558     return const0_rtx;
8559
8560   return NULL_RTX;
8561 }
8562
8563 static rtx
8564 express_from (struct induction *g1, struct induction *g2)
8565 {
8566   rtx mult, add;
8567
8568   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
8569      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
8570      for notation) is also an integer.  */
8571   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
8572       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
8573     {
8574       if (g1->mult_val == const0_rtx
8575           || (g1->mult_val == constm1_rtx
8576               && INTVAL (g2->mult_val)
8577                  == (HOST_WIDE_INT) 1 << (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1))
8578           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
8579         return NULL_RTX;
8580       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
8581     }
8582   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
8583     mult = const1_rtx;
8584   else
8585     {
8586       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
8587       return NULL_RTX;
8588     }
8589
8590   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
8591   if (add == NULL_RTX)
8592     {
8593       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
8594          scale G1's addend and try again.  */
8595       if (INTVAL (mult) > 1)
8596         {
8597           rtx g1_add_val = g1->add_val;
8598           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
8599               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
8600             {
8601               HOST_WIDE_INT m;
8602               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
8603               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
8604                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
8605             }
8606           else
8607             {
8608               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
8609                                          mult);
8610             }
8611
8612           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
8613         }
8614     }
8615   if (add == NULL_RTX)
8616     return NULL_RTX;
8617
8618   /* Form simplified final result.  */
8619   if (mult == const0_rtx)
8620     return add;
8621   else if (mult == const1_rtx)
8622     mult = g1->dest_reg;
8623   else
8624     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
8625
8626   if (add == const0_rtx)
8627     return mult;
8628   else
8629     {
8630       if (GET_CODE (add) == PLUS
8631           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
8632         {
8633           rtx tem = XEXP (add, 1);
8634           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
8635           add = tem;
8636         }
8637
8638       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
8639     }
8640 }
8641 \f
8642 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8643    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
8644    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
8645    used to represent G1.  */
8646
8647 static rtx
8648 combine_givs_p (struct induction *g1, struct induction *g2)
8649 {
8650   rtx comb, ret;
8651
8652   /* With the introduction of ext dependent givs, we must care for modes.
8653      G2 must not use a wider mode than G1.  */
8654   if (GET_MODE_SIZE (g1->mode) < GET_MODE_SIZE (g2->mode))
8655     return NULL_RTX;
8656
8657   ret = comb = express_from (g1, g2);
8658   if (comb == NULL_RTX)
8659     return NULL_RTX;
8660   if (g1->mode != g2->mode)
8661     ret = gen_lowpart (g2->mode, comb);
8662
8663   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
8664      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
8665      rtx_equal_p is a weaker test.  */
8666   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
8667      combination to be the other way round.  */
8668   if (comb == g1->dest_reg
8669       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
8670     {
8671       return ret;
8672     }
8673
8674   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
8675      as an address and no more expensive than using a register for G2,
8676      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
8677   if (ret != NULL_RTX
8678       && g2->giv_type == DEST_ADDR
8679       && memory_address_p (GET_MODE (g2->mem), ret))
8680     return ret;
8681
8682   return NULL_RTX;
8683 }
8684 \f
8685 /* See if BL is monotonic and has a constant per-iteration increment.
8686    Return the increment if so, otherwise return 0.  */
8687
8688 static HOST_WIDE_INT
8689 get_monotonic_increment (struct iv_class *bl)
8690 {
8691   struct induction *v;
8692   rtx incr;
8693
8694   /* Get the total increment and check that it is constant.  */
8695   incr = biv_total_increment (bl);
8696   if (incr == 0 || GET_CODE (incr) != CONST_INT)
8697     return 0;
8698
8699   for (v = bl->biv; v != 0; v = v->next_iv)
8700     {
8701       if (GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT)
8702         return 0;
8703
8704       if (INTVAL (v->add_val) < 0 && INTVAL (incr) >= 0)
8705         return 0;
8706
8707       if (INTVAL (v->add_val) > 0 && INTVAL (incr) <= 0)
8708         return 0;
8709     }
8710   return INTVAL (incr);
8711 }
8712
8713
8714 /* Subroutine of biv_fits_mode_p.  Return true if biv BL, when biased by
8715    BIAS, will never exceed the unsigned range of MODE.  LOOP is the loop
8716    to which the biv belongs and INCR is its per-iteration increment.  */
8717
8718 static bool
8719 biased_biv_fits_mode_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8720                         HOST_WIDE_INT incr, enum machine_mode mode,
8721                         unsigned HOST_WIDE_INT bias)
8722 {
8723   unsigned HOST_WIDE_INT initial, maximum, span, delta;
8724
8725   /* We need to be able to manipulate MODE-size constants.  */
8726   if (HOST_BITS_PER_WIDE_INT < GET_MODE_BITSIZE (mode))
8727     return false;
8728
8729   /* The number of loop iterations must be constant.  */
8730   if (LOOP_INFO (loop)->n_iterations == 0)
8731     return false;
8732
8733   /* So must the biv's initial value.  */
8734   if (bl->initial_value == 0 || GET_CODE (bl->initial_value) != CONST_INT)
8735     return false;
8736
8737   initial = bias + INTVAL (bl->initial_value);
8738   maximum = GET_MODE_MASK (mode);
8739
8740   /* Make sure that the initial value is within range.  */
8741   if (initial > maximum)
8742     return false;
8743
8744   /* Set up DELTA and SPAN such that the number of iterations * DELTA
8745      (calculated to arbitrary precision) must be <= SPAN.  */
8746   if (incr < 0)
8747     {
8748       delta = -incr;
8749       span = initial;
8750     }
8751   else
8752     {
8753       delta = incr;
8754       /* Handle the special case in which MAXIMUM is the largest
8755          unsigned HOST_WIDE_INT and INITIAL is 0.  */
8756       if (maximum + 1 == initial)
8757         span = LOOP_INFO (loop)->n_iterations * delta;
8758       else
8759         span = maximum + 1 - initial;
8760     }
8761   return (span / LOOP_INFO (loop)->n_iterations >= delta);
8762 }
8763
8764
8765 /* Return true if biv BL will never exceed the bounds of MODE.  LOOP is
8766    the loop to which BL belongs and INCR is its per-iteration increment.
8767    UNSIGNEDP is true if the biv should be treated as unsigned.  */
8768
8769 static bool
8770 biv_fits_mode_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8771                  HOST_WIDE_INT incr, enum machine_mode mode, bool unsignedp)
8772 {
8773   struct loop_info *loop_info;
8774   unsigned HOST_WIDE_INT bias;
8775
8776   /* A biv's value will always be limited to its natural mode.
8777      Larger modes will observe the same wrap-around.  */
8778   if (GET_MODE_SIZE (mode) > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (bl->biv->src_reg)))
8779     mode = GET_MODE (bl->biv->src_reg);
8780
8781   loop_info = LOOP_INFO (loop);
8782
8783   bias = (unsignedp ? 0 : (GET_MODE_MASK (mode) >> 1) + 1);
8784   if (biased_biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, bias))
8785     return true;
8786
8787   if (mode == GET_MODE (bl->biv->src_reg)
8788       && bl->biv->src_reg == loop_info->iteration_var
8789       && loop_info->comparison_value
8790       && loop_invariant_p (loop, loop_info->comparison_value))
8791     {
8792       /* If the increment is +1, and the exit test is a <, the BIV
8793          cannot overflow.  (For <=, we have the problematic case that
8794          the comparison value might be the maximum value of the range.)  */
8795       if (incr == 1)
8796         {
8797           if (loop_info->comparison_code == LT)
8798             return true;
8799           if (loop_info->comparison_code == LTU && unsignedp)
8800             return true;
8801         }
8802
8803       /* Likewise for increment -1 and exit test >.  */
8804       if (incr == -1)
8805         {
8806           if (loop_info->comparison_code == GT)
8807             return true;
8808           if (loop_info->comparison_code == GTU && unsignedp)
8809             return true;
8810         }
8811     }
8812   return false;
8813 }
8814
8815
8816 /* Return false iff it is provable that biv BL plus BIAS will not wrap
8817    at any point in its update sequence.  Note that at the rtl level we
8818    may not have information about the signedness of BL; in that case,
8819    check for both signed and unsigned overflow.  */
8820
8821 static bool
8822 biased_biv_may_wrap_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8823                        unsigned HOST_WIDE_INT bias)
8824 {
8825   HOST_WIDE_INT incr;
8826   bool check_signed, check_unsigned;
8827   enum machine_mode mode;
8828
8829   /* If the increment is not monotonic, we'd have to check separately
8830      at each increment step.  Not Worth It.  */
8831   incr = get_monotonic_increment (bl);
8832   if (incr == 0)
8833     return true;
8834
8835   /* If this biv is the loop iteration variable, then we may be able to
8836      deduce a sign based on the loop condition.  */
8837   /* ??? This is not 100% reliable; consider an unsigned biv that is cast
8838      to signed for the comparison.  However, this same bug appears all
8839      through loop.c.  */
8840   check_signed = check_unsigned = true;
8841   if (bl->biv->src_reg == LOOP_INFO (loop)->iteration_var)
8842     {
8843       switch (LOOP_INFO (loop)->comparison_code)
8844         {
8845         case GTU: case GEU: case LTU: case LEU:
8846           check_signed = false;
8847           break;
8848         case GT: case GE: case LT: case LE:
8849           check_unsigned = false;
8850           break;
8851         default:
8852           break;
8853         }
8854     }
8855
8856   mode = GET_MODE (bl->biv->src_reg);
8857
8858   if (check_unsigned
8859       && !biased_biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, bias))
8860     return true;
8861
8862   if (check_signed)
8863     {
8864       bias += (GET_MODE_MASK (mode) >> 1) + 1;
8865       if (!biased_biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, bias))
8866         return true;
8867     }
8868
8869   return false;
8870 }
8871
8872
8873 /* Given that X is an extension or truncation of BL, return true
8874    if it is unaffected by overflow.  LOOP is the loop to which
8875    BL belongs and INCR is its per-iteration increment.  */
8876
8877 static bool
8878 extension_within_bounds_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8879                            HOST_WIDE_INT incr, rtx x)
8880 {
8881   enum machine_mode mode;
8882   bool signedp, unsignedp;
8883
8884   switch (GET_CODE (x))
8885     {
8886     case SIGN_EXTEND:
8887     case ZERO_EXTEND:
8888       mode = GET_MODE (XEXP (x, 0));
8889       signedp = (GET_CODE (x) == SIGN_EXTEND);
8890       unsignedp = (GET_CODE (x) == ZERO_EXTEND);
8891       break;
8892
8893     case TRUNCATE:
8894       /* We don't know whether this value is being used as signed
8895          or unsigned, so check the conditions for both.  */
8896       mode = GET_MODE (x);
8897       signedp = unsignedp = true;
8898       break;
8899
8900     default:
8901       gcc_unreachable ();
8902     }
8903
8904   return ((!signedp || biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, false))
8905           && (!unsignedp || biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, true)));
8906 }
8907
8908
8909 /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
8910    root biv is safe from wrapping in the interior mode, which would
8911    make the giv illegal.  */
8912
8913 static void
8914 check_ext_dependent_givs (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
8915 {
8916   struct induction *v;
8917   HOST_WIDE_INT incr;
8918
8919   incr = get_monotonic_increment (bl);
8920
8921   /* Invalidate givs that fail the tests.  */
8922   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8923     if (v->ext_dependent)
8924       {
8925         if (incr != 0
8926             && extension_within_bounds_p (loop, bl, incr, v->ext_dependent))
8927           {
8928             if (loop_dump_stream)
8929               fprintf (loop_dump_stream,
8930                        "Verified ext dependent giv at %d of reg %d\n",
8931                        INSN_UID (v->insn), bl->regno);
8932           }
8933         else
8934           {
8935             if (loop_dump_stream)
8936               fprintf (loop_dump_stream,
8937                        "Failed ext dependent giv at %d\n",
8938                        INSN_UID (v->insn));
8939
8940             v->ignore = 1;
8941             bl->all_reduced = 0;
8942           }
8943       }
8944 }
8945
8946 /* Generate a version of VALUE in a mode appropriate for initializing V.  */
8947
8948 static rtx
8949 extend_value_for_giv (struct induction *v, rtx value)
8950 {
8951   rtx ext_dep = v->ext_dependent;
8952
8953   if (! ext_dep)
8954     return value;
8955
8956   /* Recall that check_ext_dependent_givs verified that the known bounds
8957      of a biv did not overflow or wrap with respect to the extension for
8958      the giv.  Therefore, constants need no additional adjustment.  */
8959   if (CONSTANT_P (value) && GET_MODE (value) == VOIDmode)
8960     return value;
8961
8962   /* Otherwise, we must adjust the value to compensate for the
8963      differing modes of the biv and the giv.  */
8964   return gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (ext_dep), GET_MODE (ext_dep), value);
8965 }
8966 \f
8967 struct combine_givs_stats
8968 {
8969   int giv_number;
8970   int total_benefit;
8971 };
8972
8973 static int
8974 cmp_combine_givs_stats (const void *xp, const void *yp)
8975 {
8976   const struct combine_givs_stats * const x =
8977     (const struct combine_givs_stats *) xp;
8978   const struct combine_givs_stats * const y =
8979     (const struct combine_givs_stats *) yp;
8980   int d;
8981   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
8982   /* Stabilize the sort.  */
8983   if (!d)
8984     d = x->giv_number - y->giv_number;
8985   return d;
8986 }
8987
8988 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
8989    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
8990    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
8991    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
8992
8993 static void
8994 combine_givs (struct loop_regs *regs, struct iv_class *bl)
8995 {
8996   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
8997   const int extra_benefit = 3;
8998
8999   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
9000   int i, j, k, giv_count;
9001   struct combine_givs_stats *stats;
9002   rtx *can_combine;
9003
9004   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
9005   giv_count = 0;
9006   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
9007     if (!g1->ignore)
9008       giv_count++;
9009
9010   giv_array = alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
9011   i = 0;
9012   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
9013     if (!g1->ignore)
9014       giv_array[i++] = g1;
9015
9016   stats = xcalloc (giv_count, sizeof (*stats));
9017   can_combine = xcalloc (giv_count, giv_count * sizeof (rtx));
9018
9019   for (i = 0; i < giv_count; i++)
9020     {
9021       int this_benefit;
9022       rtx single_use;
9023
9024       g1 = giv_array[i];
9025       stats[i].giv_number = i;
9026
9027       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
9028          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
9029          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
9030          to be reduced on its own.  The lossage shows up in particular with
9031          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
9032          be seen elsewhere as well.  */
9033       if (g1->giv_type == DEST_REG
9034           && (single_use = regs->array[REGNO (g1->dest_reg)].single_usage)
9035           && single_use != const0_rtx)
9036         continue;
9037
9038       this_benefit = g1->benefit;
9039       /* Add an additional weight for zero addends.  */
9040       if (g1->no_const_addval)
9041         this_benefit += 1;
9042
9043       for (j = 0; j < giv_count; j++)
9044         {
9045           rtx this_combine;
9046
9047           g2 = giv_array[j];
9048           if (g1 != g2
9049               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
9050             {
9051               can_combine[i * giv_count + j] = this_combine;
9052               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
9053             }
9054         }
9055       stats[i].total_benefit = this_benefit;
9056     }
9057
9058   /* Iterate, combining until we can't.  */
9059 restart:
9060   qsort (stats, giv_count, sizeof (*stats), cmp_combine_givs_stats);
9061
9062   if (loop_dump_stream)
9063     {
9064       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
9065       for (k = 0; k < giv_count; k++)
9066         {
9067           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
9068           if (!g1->combined_with && !g1->same)
9069             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
9070                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
9071                      stats[k].total_benefit);
9072         }
9073       putc ('\n', loop_dump_stream);
9074     }
9075
9076   for (k = 0; k < giv_count; k++)
9077     {
9078       int g1_add_benefit = 0;
9079
9080       i = stats[k].giv_number;
9081       g1 = giv_array[i];
9082
9083       /* If it has already been combined, skip.  */
9084       if (g1->combined_with || g1->same)
9085         continue;
9086
9087       for (j = 0; j < giv_count; j++)
9088         {
9089           g2 = giv_array[j];
9090           if (g1 != g2 && can_combine[i * giv_count + j]
9091               /* If it has already been combined, skip.  */
9092               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
9093             {
9094               int l;
9095
9096               g2->new_reg = can_combine[i * giv_count + j];
9097               g2->same = g1;
9098               /* For destination, we now may replace by mem expression instead
9099                  of register.  This changes the costs considerably, so add the
9100                  compensation.  */
9101               if (g2->giv_type == DEST_ADDR)
9102                 g2->benefit = (g2->benefit + reg_address_cost
9103                                - address_cost (g2->new_reg,
9104                                GET_MODE (g2->mem)));
9105               g1->combined_with++;
9106               g1->lifetime += g2->lifetime;
9107
9108               g1_add_benefit += g2->benefit;
9109
9110               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
9111                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
9112                  longer be necessary.  */
9113               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
9114                 g1_add_benefit -= copy_cost;
9115
9116               /* To help optimize the next set of combinations, remove
9117                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
9118               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
9119                 {
9120                   int m = stats[l].giv_number;
9121                   if (can_combine[m * giv_count + j])
9122                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
9123                 }
9124
9125               if (loop_dump_stream)
9126                 fprintf (loop_dump_stream,
9127                          "giv at %d combined with giv at %d; new benefit %d + %d, lifetime %d\n",
9128                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn),
9129                          g1->benefit, g1_add_benefit, g1->lifetime);
9130             }
9131         }
9132
9133       /* To help optimize the next set of combinations, remove
9134          this giv from the benefits of other potential mates.  */
9135       if (g1->combined_with)
9136         {
9137           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
9138             {
9139               int m = stats[j].giv_number;
9140               if (can_combine[m * giv_count + i])
9141                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
9142             }
9143
9144           g1->benefit += g1_add_benefit;
9145
9146           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
9147              Restart the combination so that proper weights for the
9148              rest of the givs are properly taken into account.  */
9149           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
9150              as to not cover old ground.  But sanely compacting
9151              can_combine is tricky.  */
9152           goto restart;
9153         }
9154     }
9155
9156   /* Clean up.  */
9157   free (stats);
9158   free (can_combine);
9159 }
9160 \f
9161 /* Generate sequence for REG = B * M + A.  B is the initial value of
9162    the basic induction variable, M a multiplicative constant, A an
9163    additive constant and REG the destination register.  */
9164
9165 static rtx
9166 gen_add_mult (rtx b,  rtx m, rtx a, rtx reg)
9167 {
9168   rtx seq;
9169   rtx result;
9170
9171   start_sequence ();
9172   /* Use unsigned arithmetic.  */
9173   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9174   if (reg != result)
9175     emit_move_insn (reg, result);
9176   seq = get_insns ();
9177   end_sequence ();
9178
9179   return seq;
9180 }
9181
9182
9183 /* Update registers created in insn sequence SEQ.  */
9184
9185 static void
9186 loop_regs_update (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, rtx seq)
9187 {
9188   rtx insn;
9189
9190   /* Update register info for alias analysis.  */
9191
9192   insn = seq;
9193   while (insn != NULL_RTX)
9194     {
9195       rtx set = single_set (insn);
9196
9197       if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
9198         record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
9199
9200       insn = NEXT_INSN (insn);
9201     }
9202 }
9203
9204
9205 /* EMIT code before BEFORE_BB/BEFORE_INSN to set REG = B * M + A.  B
9206    is the initial value of the basic induction variable, M a
9207    multiplicative constant, A an additive constant and REG the
9208    destination register.  */
9209
9210 static void
9211 loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a,
9212                               rtx reg, basic_block before_bb, rtx before_insn)
9213 {
9214   rtx seq;
9215
9216   if (! before_insn)
9217     {
9218       loop_iv_add_mult_hoist (loop, b, m, a, reg);
9219       return;
9220     }
9221
9222   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9223   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9224
9225   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
9226   update_reg_last_use (a, before_insn);
9227   update_reg_last_use (b, before_insn);
9228   update_reg_last_use (m, before_insn);
9229
9230   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9231      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9232      must do this before inserting the sequence.  */
9233   loop_regs_update (loop, seq);
9234
9235   loop_insn_emit_before (loop, before_bb, before_insn, seq);
9236 }
9237
9238
9239 /* Emit insns in loop pre-header to set REG = B * M + A.  B is the
9240    initial value of the basic induction variable, M a multiplicative
9241    constant, A an additive constant and REG the destination
9242    register.  */
9243
9244 static void
9245 loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9246 {
9247   rtx seq;
9248
9249   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9250   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9251
9252   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.
9253      ???? Is this really necessary?  */
9254   update_reg_last_use (a, loop->sink);
9255   update_reg_last_use (b, loop->sink);
9256   update_reg_last_use (m, loop->sink);
9257
9258   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9259      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9260      must do this before inserting the sequence.  */
9261   loop_regs_update (loop, seq);
9262
9263   loop_insn_sink (loop, seq);
9264 }
9265
9266
9267 /* Emit insns after loop to set REG = B * M + A.  B is the initial
9268    value of the basic induction variable, M a multiplicative constant,
9269    A an additive constant and REG the destination register.  */
9270
9271 static void
9272 loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9273 {
9274   rtx seq;
9275
9276   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9277   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9278
9279   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9280      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9281      must do this before inserting the sequence.  */
9282   loop_regs_update (loop, seq);
9283
9284   loop_insn_hoist (loop, seq);
9285 }
9286
9287
9288
9289 /* Similar to gen_add_mult, but compute cost rather than generating
9290    sequence.  */
9291
9292 static int
9293 iv_add_mult_cost (rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9294 {
9295   int cost = 0;
9296   rtx last, result;
9297
9298   start_sequence ();
9299   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9300   if (reg != result)
9301     emit_move_insn (reg, result);
9302   last = get_last_insn ();
9303   while (last)
9304     {
9305       rtx t = single_set (last);
9306       if (t)
9307         cost += rtx_cost (SET_SRC (t), SET);
9308       last = PREV_INSN (last);
9309     }
9310   end_sequence ();
9311   return cost;
9312 }
9313 \f
9314 /* Test whether A * B can be computed without
9315    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.
9316
9317   ??? This function stinks because it generates a ton of wasted RTL
9318   ??? and as a result fragments GC memory to no end.  There are other
9319   ??? places in the compiler which are invoked a lot and do the same
9320   ??? thing, generate wasted RTL just to see if something is possible.  */
9321
9322 static int
9323 product_cheap_p (rtx a, rtx b)
9324 {
9325   rtx tmp;
9326   int win, n_insns;
9327
9328   /* If only one is constant, make it B.  */
9329   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9330     tmp = a, a = b, b = tmp;
9331
9332   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
9333   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9334     return 1;
9335
9336   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
9337   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
9338     return 0;
9339
9340   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
9341      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
9342      of insns is generated.  */
9343
9344   start_sequence ();
9345   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 1);
9346   tmp = get_insns ();
9347   end_sequence ();
9348
9349   win = 1;
9350   if (tmp == NULL_RTX)
9351     ;
9352   else if (INSN_P (tmp))
9353     {
9354       n_insns = 0;
9355       while (tmp != NULL_RTX)
9356         {
9357           rtx next = NEXT_INSN (tmp);
9358
9359           if (++n_insns > 3
9360               || !NONJUMP_INSN_P (tmp)
9361               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == SET
9362                   && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (tmp))) == MULT)
9363               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == PARALLEL
9364                   && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0)) == SET
9365                   && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0))) == MULT))
9366             {
9367               win = 0;
9368               break;
9369             }
9370
9371           tmp = next;
9372         }
9373     }
9374   else if (GET_CODE (tmp) == SET
9375            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
9376     win = 0;
9377   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
9378            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
9379            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
9380     win = 0;
9381
9382   return win;
9383 }
9384 \f
9385 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
9386    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
9387    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
9388    to see if the optimization can be performed.
9389    Value is nonzero if optimization was performed.  */
9390
9391 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
9392    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
9393    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
9394    faster than one that increments from zero.  */
9395
9396 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
9397    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
9398    final_[bg]iv_value.  */
9399
9400 static int
9401 check_dbra_loop (struct loop *loop, int insn_count)
9402 {
9403   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
9404   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
9405   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
9406   struct iv_class *bl;
9407   rtx reg;
9408   enum machine_mode mode;
9409   rtx jump_label;
9410   rtx final_value;
9411   rtx start_value;
9412   rtx new_add_val;
9413   rtx comparison;
9414   rtx before_comparison;
9415   rtx p;
9416   rtx jump;
9417   rtx first_compare;
9418   int compare_and_branch;
9419   rtx loop_start = loop->start;
9420   rtx loop_end = loop->end;
9421
9422   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
9423      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
9424
9425   jump = PREV_INSN (loop_end);
9426   comparison = get_condition_for_loop (loop, jump);
9427   if (comparison == 0)
9428     return 0;
9429   if (!onlyjump_p (jump))
9430     return 0;
9431
9432   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
9433      two instructions.  */
9434   get_condition (jump, &first_compare, false, true);
9435   if (first_compare == jump)
9436     compare_and_branch = 1;
9437   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
9438     compare_and_branch = 2;
9439   else
9440     return 0;
9441
9442   {
9443     /* If more than one condition is present to control the loop, then
9444        do not proceed, as this function does not know how to rewrite
9445        loop tests with more than one condition.
9446
9447        Look backwards from the first insn in the last comparison
9448        sequence and see if we've got another comparison sequence.  */
9449
9450     rtx jump1;
9451     if ((jump1 = prev_nonnote_insn (first_compare))
9452         && JUMP_P (jump1))
9453         return 0;
9454   }
9455
9456   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
9457      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
9458      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
9459      used between its update and the test insn.  */
9460
9461   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9462     {
9463       if (bl->biv_count == 1
9464           && ! bl->biv->maybe_multiple
9465           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
9466           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9467                                    first_compare))
9468         break;
9469     }
9470
9471   /* Try swapping the comparison to identify a suitable biv.  */
9472   if (!bl)
9473     for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9474       if (bl->biv_count == 1
9475           && ! bl->biv->maybe_multiple
9476           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 1)
9477           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9478                                    first_compare))
9479         {
9480           comparison = gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)),
9481                                        VOIDmode,
9482                                        XEXP (comparison, 1),
9483                                        XEXP (comparison, 0));
9484           break;
9485         }
9486
9487   if (! bl)
9488     return 0;
9489
9490   /* Look for the case where the basic induction variable is always
9491      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
9492      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
9493      m68k DBRA instruction to be used.  */
9494
9495   if (((GET_CODE (comparison) == GT && XEXP (comparison, 1) == constm1_rtx)
9496        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
9497       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9498       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
9499     {
9500       /* Initial value must be greater than 0,
9501          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
9502          the last iteration */
9503
9504       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
9505           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
9506           && (INTVAL (bl->initial_value)
9507               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
9508         {
9509           /* Register always nonnegative, add REG_NOTE to branch.  */
9510           if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9511             REG_NOTES (jump)
9512               = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9513                                    REG_NOTES (jump));
9514           bl->nonneg = 1;
9515
9516           return 1;
9517         }
9518
9519       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
9520          the loop, then we can safely optimize.  */
9521       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
9522         {
9523           if (LABEL_P (p))
9524             break;
9525           if (!JUMP_P (p))
9526             continue;
9527
9528           before_comparison = get_condition_for_loop (loop, p);
9529           if (before_comparison
9530               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
9531               && (GET_CODE (before_comparison) == LT
9532                   || GET_CODE (before_comparison) == LTU)
9533               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
9534               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
9535               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
9536             {
9537               if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9538                 REG_NOTES (jump)
9539                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9540                                        REG_NOTES (jump));
9541               bl->nonneg = 1;
9542
9543               return 1;
9544             }
9545         }
9546     }
9547   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9548            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
9549     {
9550       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
9551       /* Can do this if:
9552          all registers modified are induction variables or invariant,
9553          all memory references have non-overlapping addresses
9554          (obviously true if only one write)
9555          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
9556       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
9557          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
9558          reversed.  We meet this condition by requiring that either
9559          no_use_except_counting is true, or else that there is only
9560          one biv.  */
9561       int num_nonfixed_reads = 0;
9562       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
9563       int no_use_except_counting = 0;
9564       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
9565          which is reversible.  */
9566       int reversible_mem_store = 1;
9567
9568       if (bl->giv_count == 0
9569           && !loop->exit_count
9570           && !loop_info->has_multiple_exit_targets)
9571         {
9572           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
9573           struct iv_class *blt;
9574
9575           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
9576              fall through at the end of the loop, then
9577              see if perhaps there are no uses except to count.  */
9578           no_use_except_counting = 1;
9579           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9580             if (INSN_P (p))
9581               {
9582                 rtx set = single_set (p);
9583
9584                 if (set && REG_P (SET_DEST (set))
9585                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
9586                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
9587                   ;
9588                 else if (!reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
9589                   /* An insn that doesn't mention the biv is okay.  */
9590                   ;
9591                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
9592                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
9593                   {
9594                     /* If either of these insns uses the biv and sets a pseudo
9595                        that has more than one usage, then the biv has uses
9596                        other than counting since it's used to derive a value
9597                        that is used more than one time.  */
9598                     note_stores (PATTERN (p), note_set_pseudo_multiple_uses,
9599                                  regs);
9600                     if (regs->multiple_uses)
9601                       {
9602                         no_use_except_counting = 0;
9603                         break;
9604                       }
9605                   }
9606                 else
9607                   {
9608                     no_use_except_counting = 0;
9609                     break;
9610                   }
9611               }
9612
9613           /* A biv has uses besides counting if it is used to set
9614              another biv.  */
9615           for (blt = ivs->list; blt; blt = blt->next)
9616             if (blt->init_set
9617                 && reg_mentioned_p (bivreg, SET_SRC (blt->init_set)))
9618               {
9619                 no_use_except_counting = 0;
9620                 break;
9621               }
9622         }
9623
9624       if (no_use_except_counting)
9625         /* No need to worry about MEMs.  */
9626         ;
9627       else if (loop_info->num_mem_sets <= 1)
9628         {
9629           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9630             if (INSN_P (p))
9631               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (loop, PATTERN (p));
9632
9633           /* If the loop has a single store, and the destination address is
9634              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
9635              might then have the wrong value at loop exit.
9636              This would work if the source was invariant also, however, in that
9637              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
9638
9639           if (loop_info->num_mem_sets == 1)
9640             {
9641               struct induction *v;
9642
9643               /* If we could prove that each of the memory locations
9644                  written to was different, then we could reverse the
9645                  store -- but we don't presently have any way of
9646                  knowing that.  */
9647               reversible_mem_store = 0;
9648
9649               /* If the store depends on a register that is set after the
9650                  store, it depends on the initial value, and is thus not
9651                  reversible.  */
9652               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
9653                 {
9654                   if (v->giv_type == DEST_REG
9655                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
9656                                           PATTERN (loop_info->first_loop_store_insn))
9657                       && loop_insn_first_p (loop_info->first_loop_store_insn,
9658                                             v->insn))
9659                     reversible_mem_store = 0;
9660                 }
9661             }
9662         }
9663       else
9664         return 0;
9665
9666       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
9667          the memory address check by only reversing loops with
9668          zero or one memory access.
9669          Two memory accesses could involve parts of the same array,
9670          and that can't be reversed.
9671          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
9672          about all these things.  */
9673
9674       if ((num_nonfixed_reads <= 1
9675            && ! loop_info->has_nonconst_call
9676            && ! loop_info->has_prefetch
9677            && ! loop_info->has_volatile
9678            && reversible_mem_store
9679            && (bl->giv_count + bl->biv_count + loop_info->num_mem_sets
9680                + num_unmoved_movables (loop) + compare_and_branch == insn_count)
9681            && (bl == ivs->list && bl->next == 0))
9682           || (no_use_except_counting && ! loop_info->has_prefetch))
9683         {
9684           rtx tem;
9685
9686           /* Loop can be reversed.  */
9687           if (loop_dump_stream)
9688             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
9689
9690           /* Now check other conditions:
9691
9692              The increment must be a constant, as must the initial value,
9693              and the comparison code must be LT.
9694
9695              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
9696              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
9697              confusing.  */
9698
9699           if (comparison
9700               /* for constants, LE gets turned into LT */
9701               && (GET_CODE (comparison) == LT
9702                   || (GET_CODE (comparison) == LE
9703                       && no_use_except_counting) 
9704                   || GET_CODE (comparison) == LTU))
9705             {
9706               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val = 0;
9707               rtx initial_value, comparison_value;
9708               int nonneg = 0;
9709               enum rtx_code cmp_code;
9710               int comparison_const_width;
9711               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
9712               bool keep_first_compare;
9713
9714               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
9715               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
9716               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
9717                 comparison_const_width
9718                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
9719               else
9720                 comparison_const_width
9721                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
9722               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9723                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
9724               comparison_sign_mask
9725                 = (unsigned HOST_WIDE_INT) 1 << (comparison_const_width - 1);
9726
9727               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
9728                  can not reverse this loop.
9729
9730                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
9731                  a whole compute an invariant result, then we could move
9732                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
9733               if (! loop_invariant_p (loop, comparison_value))
9734                 return 0;
9735
9736               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9737                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
9738               initial_value = bl->initial_value;
9739
9740               /* Normalize the initial value if it is an integer and
9741                  has no other use except as a counter.  This will allow
9742                  a few more loops to be reversed.  */
9743               if (no_use_except_counting
9744                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9745                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9746                 {
9747                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
9748                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
9749                      of add_val in order to do the loop reversal, so
9750                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
9751                      Since comparison_value is constant, we know that the
9752                      current comparison code is LT.  */
9753                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
9754                   comparison_val
9755                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
9756                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
9757                      even if there is an overflow, we might still be able to
9758                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
9759                      NE is possible.  */
9760                   initial_value = const0_rtx;
9761                 }
9762
9763               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
9764               if (initial_value == const0_rtx
9765                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9766                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
9767                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
9768                         & comparison_sign_mask))
9769                 {
9770                   /* Register will always be nonnegative, with value
9771                      0 on last iteration */
9772                   add_adjust = add_val;
9773                   nonneg = 1;
9774                   cmp_code = GE;
9775                 }
9776               else
9777                 return 0;
9778
9779               if (GET_CODE (comparison) == LE)
9780                 add_adjust -= add_val;
9781
9782               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
9783                  value is not an exact multiple of the increment, then we
9784                  can not reverse this loop.  */
9785               if (initial_value == const0_rtx
9786                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9787                 {
9788                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
9789                     return 0;
9790                 }
9791               else
9792                 {
9793                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
9794                     return 0;
9795                 }
9796
9797               final_value = comparison_value;
9798
9799               /* Reset these in case we normalized the initial value
9800                  and comparison value above.  */
9801               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9802                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9803                 {
9804                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
9805                   final_value
9806                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
9807                 }
9808               bl->initial_value = initial_value;
9809
9810               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
9811               reg = bl->biv->dest_reg;
9812               mode = GET_MODE (reg);
9813               jump_label = condjump_label (PREV_INSN (loop_end));
9814               new_add_val = GEN_INT (-INTVAL (bl->biv->add_val));
9815
9816               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
9817                  to generate a SUB.
9818                  Initialize biv to start_value before loop start.
9819                  The old initializing insn will be deleted as a
9820                  dead store by flow.c.  */
9821               if (initial_value == const0_rtx
9822                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9823                 {
9824                   start_value
9825                     = gen_int_mode (comparison_val - add_adjust, mode);
9826                   loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (reg, start_value));
9827                 }
9828               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9829                 {
9830                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
9831                   rtx add_insn = gen_add3_insn (reg, comparison_value, offset);
9832
9833                   if (add_insn == 0)
9834                     return 0;
9835
9836                   start_value
9837                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
9838                   loop_insn_hoist (loop, add_insn);
9839                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
9840                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
9841                                                 GEN_INT (add_val));
9842                 }
9843               else if (! add_adjust)
9844                 {
9845                   rtx sub_insn = gen_sub3_insn (reg, comparison_value,
9846                                                 initial_value);
9847
9848                   if (sub_insn == 0)
9849                     return 0;
9850                   start_value
9851                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
9852                   loop_insn_hoist (loop, sub_insn);
9853                 }
9854               else
9855                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
9856                    better to have a testcase first.  */
9857                 return 0;
9858
9859               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
9860                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
9861               start_sequence ();
9862               expand_inc (reg, new_add_val);
9863               tem = get_insns ();
9864               end_sequence ();
9865
9866               p = loop_insn_emit_before (loop, 0, bl->biv->insn, tem);
9867               delete_insn (bl->biv->insn);
9868
9869               /* Update biv info to reflect its new status.  */
9870               bl->biv->insn = p;
9871               bl->initial_value = start_value;
9872               bl->biv->add_val = new_add_val;
9873
9874               /* Update loop info.  */
9875               loop_info->initial_value = reg;
9876               loop_info->initial_equiv_value = reg;
9877               loop_info->final_value = const0_rtx;
9878               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
9879               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
9880               loop_info->comparison_code = cmp_code;
9881               loop_info->increment = new_add_val;
9882
9883               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
9884                  not delete the label.  */
9885               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0))++;
9886
9887               /* If we have a separate comparison insn that does more
9888                  than just set cc0, the result of the comparison might
9889                  be used outside the loop.  */
9890               keep_first_compare = (compare_and_branch == 2
9891 #ifdef HAVE_CC0
9892                                     && sets_cc0_p (first_compare) <= 0
9893 #endif
9894                                     );
9895
9896               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
9897                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
9898               if (keep_first_compare
9899                   || (REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
9900                   || ! bl->init_insn
9901                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
9902                 loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (reg, final_value));
9903
9904               if (keep_first_compare)
9905                 loop_insn_sink (loop, PATTERN (first_compare));
9906
9907               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
9908               delete_related_insns (PREV_INSN (loop_end));
9909               if (compare_and_branch == 2)
9910                 delete_related_insns (first_compare);
9911
9912               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
9913               start_sequence ();
9914               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
9915                                        mode, 0,
9916                                        XEXP (jump_label, 0));
9917               tem = get_insns ();
9918               end_sequence ();
9919               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
9920
9921               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
9922                    tem && !JUMP_P (tem);
9923                    tem = PREV_INSN (tem))
9924                 ;
9925
9926               if (tem)
9927                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
9928
9929               if (nonneg)
9930                 {
9931                   if (tem)
9932                     {
9933                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
9934                       /* Register is now always nonnegative,
9935                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
9936                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, reg,
9937                                                            REG_NOTES (tem));
9938                     }
9939                   bl->nonneg = 1;
9940                 }
9941
9942               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
9943                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
9944                  code).
9945                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
9946                  counting, or it is the only biv in this function.
9947                  However, the code that computes no_use_except_counting does
9948                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
9949                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
9950                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
9951                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
9952                  here.  */
9953               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9954                 if (INSN_P (p))
9955                   {
9956                     rtx *pnote;
9957                     rtx set = single_set (p);
9958                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
9959                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
9960                     if (! set
9961                         || !REG_P (SET_DEST (set))
9962                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= ivs->n_regs
9963                         || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
9964                         || REG_IV_INFO (ivs, REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
9965                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
9966                         {
9967                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
9968                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
9969                                                   XEXP (*pnote, 0)))
9970                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
9971                           else
9972                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
9973                         }
9974                   }
9975
9976               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
9977                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
9978                  will have to be fixed up.  */
9979
9980               bl->reversed = 1;
9981
9982               if (loop_dump_stream)
9983                 {
9984                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
9985                   if (bl->nonneg)
9986                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
9987                   else
9988                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
9989                 }
9990
9991               return 1;
9992             }
9993         }
9994     }
9995
9996   return 0;
9997 }
9998 \f
9999 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
10000    based on the insns in the loop that refer to it.
10001
10002    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
10003
10004    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
10005    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
10006    start of the loop.  */
10007
10008 static int
10009 maybe_eliminate_biv (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
10010                      int eliminate_p, int threshold, int insn_count)
10011 {
10012   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
10013   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
10014   rtx p;
10015
10016   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
10017      biv in a way that we cannot eliminate.  */
10018
10019   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
10020     {
10021       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
10022       basic_block where_bb = 0;
10023       rtx where_insn = threshold >= insn_count ? 0 : p;
10024       rtx note;
10025
10026       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
10027       if (INSN_P (p))
10028         {
10029           note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
10030
10031           if (note)
10032             {
10033               rtx last = XEXP (note, 0);
10034               rtx set = single_set (last);
10035
10036               if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
10037                 {
10038                   unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
10039
10040                   if (regno < ivs->n_regs
10041                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == GENERAL_INDUCT
10042                       && REG_IV_INFO (ivs, regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
10043                     p = last;
10044                 }
10045             }
10046         }
10047
10048       /* Closely examine the insn if the biv is mentioned.  */
10049       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
10050           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
10051           && ! maybe_eliminate_biv_1 (loop, PATTERN (p), p, bl,
10052                                       eliminate_p, where_bb, where_insn))
10053         {
10054           if (loop_dump_stream)
10055             fprintf (loop_dump_stream,
10056                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
10057                      bl->regno, INSN_UID (p));
10058           break;
10059         }
10060
10061       /* If we are eliminating, kill REG_EQUAL notes mentioning the biv.  */
10062       if (eliminate_p
10063           && (note = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)) != NULL_RTX
10064           && reg_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
10065         remove_note (p, note);
10066     }
10067
10068   if (p == loop->end)
10069     {
10070       if (loop_dump_stream)
10071         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
10072                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
10073       return 1;
10074     }
10075
10076   return 0;
10077 }
10078 \f
10079 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
10080    Return nonzero if INSN is first.  */
10081
10082 static int
10083 loop_insn_first_p (rtx insn, rtx reference)
10084 {
10085   rtx p, q;
10086
10087   for (p = insn, q = reference;;)
10088     {
10089       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
10090          first.  */
10091       if (q == insn || ! p)
10092         return 0;
10093       if (p == reference || ! q)
10094         return 1;
10095
10096       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
10097          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
10098          P is a note.  */
10099       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
10100           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
10101           && !NOTE_P (p))
10102         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
10103
10104       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
10105           || NOTE_P (p))
10106         p = NEXT_INSN (p);
10107       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
10108         q = NEXT_INSN (q);
10109     }
10110 }
10111
10112 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return nonzero if
10113    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
10114    div derivation is zero.  */
10115 static int
10116 biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *biv,
10117                                   struct induction *giv, rtx insn)
10118 {
10119   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
10120      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
10121      insn, then we'd have to adjust the value used here.
10122      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
10123   if (giv->auto_inc_opt
10124       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
10125            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
10126           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
10127               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
10128     return 0;
10129
10130   return 1;
10131 }
10132
10133 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
10134    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
10135
10136    If BIV does not appear in X, return 1.
10137
10138    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
10139    WHERE_INSN/WHERE_BB indicate where extra insns should be added.
10140    Depending on how many items have been moved out of the loop, it
10141    will either be before INSN (when WHERE_INSN is nonzero) or at the
10142    start of the loop (when WHERE_INSN is zero).  */
10143
10144 static int
10145 maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
10146                        struct iv_class *bl, int eliminate_p,
10147                        basic_block where_bb, rtx where_insn)
10148 {
10149   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
10150   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
10151   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
10152   struct induction *v;
10153   rtx arg, tem;
10154 #ifdef HAVE_cc0
10155   rtx new;
10156 #endif
10157   int arg_operand;
10158   const char *fmt;
10159   int i, j;
10160
10161   switch (code)
10162     {
10163     case REG:
10164       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
10165          we can't eliminate it.  */
10166       if (x == reg)
10167         return 0;
10168       return 1;
10169
10170     case SET:
10171       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
10172       if (SET_DEST (x) == reg)
10173         return 1;
10174
10175       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
10176          it will go away when the giv is reduced.  */
10177       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10178         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
10179           return 1;
10180
10181 #ifdef HAVE_cc0
10182       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
10183         {
10184           /* Can replace with any giv that was reduced and
10185              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
10186              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10187              ??? We disable this optimization to avoid potential
10188              overflows.  */
10189
10190           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10191             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
10192                 && v->add_val == const0_rtx
10193                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10194                 && v->mode == mode
10195                 && 0)
10196               {
10197                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10198                   continue;
10199
10200                 if (! eliminate_p)
10201                   return 1;
10202
10203                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10204                    then reverse the comparison.  */
10205                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10206                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
10207                                          const0_rtx, v->new_reg);
10208                 else
10209                   new = v->new_reg;
10210
10211                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
10212                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
10213                   return 1;
10214               }
10215
10216           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
10217              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
10218              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10219              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
10220              overflow problem.  */
10221
10222           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10223             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10224                 && v->mult_val != const0_rtx
10225                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10226                 && v->mode == mode
10227                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10228                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10229                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10230                     || (REG_P (v->add_val)
10231                         && REG_POINTER (v->add_val))))
10232               {
10233                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10234                   continue;
10235
10236                 if (! eliminate_p)
10237                   return 1;
10238
10239                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10240                    then reverse the comparison.  */
10241                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10242                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
10243                                          v->new_reg);
10244                 else
10245                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
10246                                          copy_rtx (v->add_val));
10247
10248                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
10249                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
10250                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10251                   return 1;
10252
10253                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
10254                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
10255                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
10256
10257                 loop_insn_emit_before (loop, 0, where_insn,
10258                                        gen_move_insn (tem,
10259                                                       copy_rtx (v->add_val)));
10260
10261                 /* Substitute the new register for its invariant value in
10262                    the compare expression.  */
10263                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
10264                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10265                   return 1;
10266               }
10267         }
10268 #endif
10269       break;
10270
10271     case COMPARE:
10272     case EQ:  case NE:
10273     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
10274     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
10275       /* See if either argument is the biv.  */
10276       if (XEXP (x, 0) == reg)
10277         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
10278       else if (XEXP (x, 1) == reg)
10279         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
10280       else
10281         break;
10282
10283       if (GET_CODE (arg) != CONST_INT)
10284         return 0;
10285
10286       /* Unless we're dealing with an equality comparison, if we can't
10287          determine that the original biv doesn't wrap, then we must not
10288          apply the transformation.  */
10289       /* ??? Actually, what we must do is verify that the transformed
10290          giv doesn't wrap.  But the general case of this transformation
10291          was disabled long ago due to wrapping problems, and there's no
10292          point reviving it this close to end-of-life for loop.c.  The
10293          only case still enabled is known (via the check on add_val) to
10294          be pointer arithmetic, which in theory never overflows for
10295          valid programs.  */
10296       /* Without lifetime analysis, we don't know how COMPARE will be
10297          used, so we must assume the worst.  */
10298       if (code != EQ && code != NE
10299           && biased_biv_may_wrap_p (loop, bl, INTVAL (arg)))
10300         return 0;
10301
10302       /* Try to replace with any giv that has constant positive mult_val
10303          and a pointer add_val.  */
10304       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10305         if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10306             && INTVAL (v->mult_val) > 0
10307             && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10308                 || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10309                 || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10310                 || (REG_P (v->add_val) && REG_POINTER (v->add_val)))
10311             && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10312             && v->mode == mode)
10313           {
10314             if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10315               continue;
10316
10317             if (! eliminate_p)
10318               return 1;
10319
10320             /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
10321             validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand), v->new_reg, 1);
10322
10323             /* Load the value into a register.  */
10324             tem = gen_reg_rtx (mode);
10325             loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg, v->mult_val, v->add_val,
10326                                           tem, where_bb, where_insn);
10327
10328             validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10329
10330             if (apply_change_group ())
10331               return 1;
10332           }
10333
10334       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
10335       return 0;
10336
10337     case MEM:
10338       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
10339          biv is used in it, since it will be replaced.  */
10340       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10341         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
10342           return 1;
10343       break;
10344
10345     default:
10346       break;
10347     }
10348
10349   /* See if any subexpression fails elimination.  */
10350   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
10351   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
10352     {
10353       switch (fmt[i])
10354         {
10355         case 'e':
10356           if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XEXP (x, i), insn, bl,
10357                                        eliminate_p, where_bb, where_insn))
10358             return 0;
10359           break;
10360
10361         case 'E':
10362           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10363             if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
10364                                          eliminate_p, where_bb, where_insn))
10365               return 0;
10366           break;
10367         }
10368     }
10369
10370   return 1;
10371 }
10372 \f
10373 /* Return nonzero if the last use of REG
10374    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
10375
10376 static int
10377 last_use_this_basic_block (rtx reg, rtx insn)
10378 {
10379   rtx n;
10380   for (n = insn;
10381        n && !LABEL_P (n) && !JUMP_P (n);
10382        n = NEXT_INSN (n))
10383     {
10384       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
10385         return 1;
10386     }
10387   return 0;
10388 }
10389 \f
10390 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
10391    just record the location of the set and process it later.  */
10392
10393 static void
10394 record_initial (rtx dest, rtx set, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10395 {
10396   struct loop_ivs *ivs = (struct loop_ivs *) data;
10397   struct iv_class *bl;
10398
10399   if (!REG_P (dest)
10400       || REGNO (dest) >= ivs->n_regs
10401       || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
10402     return;
10403
10404   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest));
10405
10406   /* If this is the first set found, record it.  */
10407   if (bl->init_insn == 0)
10408     {
10409       bl->init_insn = note_insn;
10410       bl->init_set = set;
10411     }
10412 }
10413 \f
10414 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
10415    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
10416    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
10417    use it.  X must be a source expression only.  */
10418
10419 static void
10420 update_reg_last_use (rtx x, rtx insn)
10421 {
10422   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
10423      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
10424      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
10425      and hence this insn will never be the last use of x.
10426      ???? This comment is not correct.  See for example loop_givs_reduce.
10427      This may insert an insn before another new insn.  */
10428   if (REG_P (x) && REGNO (x) < max_reg_before_loop
10429       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
10430       && REGNO_LAST_LUID (REGNO (x)) < INSN_LUID (insn))
10431     {
10432       REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
10433     }
10434   else
10435     {
10436       int i, j;
10437       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
10438       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
10439         {
10440           if (fmt[i] == 'e')
10441             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
10442           else if (fmt[i] == 'E')
10443             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10444               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
10445         }
10446     }
10447 }
10448 \f
10449 /* Similar to rtlanal.c:get_condition, except that we also put an
10450    invariant last unless both operands are invariants.  */
10451
10452 static rtx
10453 get_condition_for_loop (const struct loop *loop, rtx x)
10454 {
10455   rtx comparison = get_condition (x, (rtx*) 0, false, true);
10456
10457   if (comparison == 0
10458       || ! loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 0))
10459       || loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 1)))
10460     return comparison;
10461
10462   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
10463                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
10464 }
10465
10466 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
10467
10468    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
10469    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
10470 static int
10471 indirect_jump_in_function_p (rtx start)
10472 {
10473   rtx insn;
10474
10475   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
10476     if (computed_jump_p (insn))
10477       return 1;
10478
10479   return 0;
10480 }
10481
10482 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
10483    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
10484    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
10485
10486 static int
10487 insert_loop_mem (rtx *mem, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10488 {
10489   struct loop_info *loop_info = data;
10490   int i;
10491   rtx m = *mem;
10492
10493   if (m == NULL_RTX)
10494     return 0;
10495
10496   switch (GET_CODE (m))
10497     {
10498     case MEM:
10499       break;
10500
10501     case CLOBBER:
10502       /* We're not interested in MEMs that are only clobbered.  */
10503       return -1;
10504
10505     case CONST_DOUBLE:
10506       /* We're not interested in the MEM associated with a
10507          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
10508       return -1;
10509
10510     case EXPR_LIST:
10511       /* We're not interested in any MEMs that only appear in notes.  */
10512       return -1;
10513
10514     default:
10515       /* This is not a MEM.  */
10516       return 0;
10517     }
10518
10519   /* See if we've already seen this MEM.  */
10520   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
10521     if (rtx_equal_p (m, loop_info->mems[i].mem))
10522       {
10523         if (MEM_VOLATILE_P (m) && !MEM_VOLATILE_P (loop_info->mems[i].mem))
10524           loop_info->mems[i].mem = m;
10525         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_info->mems[i].mem))
10526           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
10527              this happens, something tricky is going on, and we just
10528              don't optimize accesses to this MEM.  */
10529           loop_info->mems[i].optimize = 0;
10530
10531         return 0;
10532       }
10533
10534   /* Resize the array, if necessary.  */
10535   if (loop_info->mems_idx == loop_info->mems_allocated)
10536     {
10537       if (loop_info->mems_allocated != 0)
10538         loop_info->mems_allocated *= 2;
10539       else
10540         loop_info->mems_allocated = 32;
10541
10542       loop_info->mems = xrealloc (loop_info->mems,
10543                                   loop_info->mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
10544     }
10545
10546   /* Actually insert the MEM.  */
10547   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].mem = m;
10548   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
10549      because we can't put it in a register.  We still store it in the
10550      table, though, so that if we see the same address later, but in a
10551      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
10552   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
10553   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].reg = NULL_RTX;
10554   ++loop_info->mems_idx;
10555
10556   return 0;
10557 }
10558
10559
10560 /* Allocate REGS->ARRAY or reallocate it if it is too small.
10561
10562    Increment REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP at the index I of each
10563    register that is modified by an insn between FROM and TO.  If the
10564    value of an element of REGS->array[I].SET_IN_LOOP becomes 127 or
10565    more, stop incrementing it, to avoid overflow.
10566
10567    Store in REGS->ARRAY[I].SINGLE_USAGE the single insn in which
10568    register I is used, if it is only used once.  Otherwise, it is set
10569    to 0 (for no uses) or const0_rtx for more than one use.  This
10570    parameter may be zero, in which case this processing is not done.
10571
10572    Set REGS->ARRAY[I].MAY_NOT_OPTIMIZE nonzero if we should not
10573    optimize register I.  */
10574
10575 static void
10576 loop_regs_scan (const struct loop *loop, int extra_size)
10577 {
10578   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
10579   int old_nregs;
10580   /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current
10581    basic block.  In that case, it is the insn that last set reg n.  */
10582   rtx *last_set;
10583   rtx insn;
10584   int i;
10585
10586   old_nregs = regs->num;
10587   regs->num = max_reg_num ();
10588
10589   /* Grow the regs array if not allocated or too small.  */
10590   if (regs->num >= regs->size)
10591     {
10592       regs->size = regs->num + extra_size;
10593
10594       regs->array = xrealloc (regs->array, regs->size * sizeof (*regs->array));
10595
10596       /* Zero the new elements.  */
10597       memset (regs->array + old_nregs, 0,
10598               (regs->size - old_nregs) * sizeof (*regs->array));
10599     }
10600
10601   /* Clear previously scanned fields but do not clear n_times_set.  */
10602   for (i = 0; i < old_nregs; i++)
10603     {
10604       regs->array[i].set_in_loop = 0;
10605       regs->array[i].may_not_optimize = 0;
10606       regs->array[i].single_usage = NULL_RTX;
10607     }
10608
10609   last_set = xcalloc (regs->num, sizeof (rtx));
10610
10611   /* Scan the loop, recording register usage.  */
10612   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10613        insn = NEXT_INSN (insn))
10614     {
10615       if (INSN_P (insn))
10616         {
10617           /* Record registers that have exactly one use.  */
10618           find_single_use_in_loop (regs, insn, PATTERN (insn));
10619
10620           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
10621           if (REG_NOTES (insn))
10622             find_single_use_in_loop (regs, insn, REG_NOTES (insn));
10623
10624           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
10625               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
10626             count_one_set (regs, insn, PATTERN (insn), last_set);
10627           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
10628             {
10629               int i;
10630               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
10631                 count_one_set (regs, insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
10632                                last_set);
10633             }
10634         }
10635
10636       if (LABEL_P (insn) || JUMP_P (insn))
10637         memset (last_set, 0, regs->num * sizeof (rtx));
10638
10639       /* Invalidate all registers used for function argument passing.
10640          We check rtx_varies_p for the same reason as below, to allow
10641          optimizing PIC calculations.  */
10642       if (CALL_P (insn))
10643         {
10644           rtx link;
10645           for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn);
10646                link;
10647                link = XEXP (link, 1))
10648             {
10649               rtx op, reg;
10650
10651               if (GET_CODE (op = XEXP (link, 0)) == USE
10652                   && REG_P (reg = XEXP (op, 0))
10653                   && rtx_varies_p (reg, 1))
10654                 regs->array[REGNO (reg)].may_not_optimize = 1;
10655             }
10656         }
10657     }
10658
10659   /* Invalidate all hard registers clobbered by calls.  With one exception:
10660      a call-clobbered PIC register is still function-invariant for our
10661      purposes, since we can hoist any PIC calculations out of the loop.
10662      Thus the call to rtx_varies_p.  */
10663   if (LOOP_INFO (loop)->has_call)
10664     for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
10665       if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, i)
10666           && rtx_varies_p (regno_reg_rtx[i], 1))
10667         {
10668           regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10669           regs->array[i].set_in_loop = 1;
10670         }
10671
10672 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
10673   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
10674      create CCmode register copies.  */
10675   for (i = regs->num - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
10676     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
10677       regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10678 #endif
10679
10680   /* Set regs->array[I].n_times_set for the new registers.  */
10681   for (i = old_nregs; i < regs->num; i++)
10682     regs->array[i].n_times_set = regs->array[i].set_in_loop;
10683
10684   free (last_set);
10685 }
10686
10687 /* Returns the number of real INSNs in the LOOP.  */
10688
10689 static int
10690 count_insns_in_loop (const struct loop *loop)
10691 {
10692   int count = 0;
10693   rtx insn;
10694
10695   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10696        insn = NEXT_INSN (insn))
10697     if (INSN_P (insn))
10698       ++count;
10699
10700   return count;
10701 }
10702
10703 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  */
10704
10705 static void
10706 load_mems (const struct loop *loop)
10707 {
10708   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
10709   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
10710   int maybe_never = 0;
10711   int i;
10712   rtx p, prev_ebb_head;
10713   rtx label = NULL_RTX;
10714   rtx end_label;
10715   /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
10716   int next_maybe_never = 0;
10717   unsigned int last_max_reg = max_reg_num ();
10718
10719   if (loop_info->mems_idx == 0)
10720     return;
10721
10722   /* We cannot use next_label here because it skips over normal insns.  */
10723   end_label = next_nonnote_insn (loop->end);
10724   if (end_label && !LABEL_P (end_label))
10725     end_label = NULL_RTX;
10726
10727   /* Check to see if it's possible that some instructions in the loop are
10728      never executed.  Also check if there is a goto out of the loop other
10729      than right after the end of the loop.  */
10730   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10731        p != NULL_RTX;
10732        p = next_insn_in_loop (loop, p))
10733     {
10734       if (LABEL_P (p))
10735         maybe_never = 1;
10736       else if (JUMP_P (p)
10737                /* If we enter the loop in the middle, and scan
10738                   around to the beginning, don't set maybe_never
10739                   for that.  This must be an unconditional jump,
10740                   otherwise the code at the top of the loop might
10741                   never be executed.  Unconditional jumps are
10742                   followed a by barrier then loop end.  */
10743                && ! (JUMP_P (p)
10744                      && JUMP_LABEL (p) == loop->top
10745                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
10746                      && any_uncondjump_p (p)))
10747         {
10748           /* If this is a jump outside of the loop but not right
10749              after the end of the loop, we would have to emit new fixup
10750              sequences for each such label.  */
10751           if (/* If we can't tell where control might go when this
10752                  JUMP_INSN is executed, we must be conservative.  */
10753               !JUMP_LABEL (p)
10754               || (JUMP_LABEL (p) != end_label
10755                   && (INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop
10756                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop->start)
10757                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop->end))))
10758             return;
10759
10760           if (!any_condjump_p (p))
10761             /* Something complicated.  */
10762             maybe_never = 1;
10763           else
10764             /* If there are any more instructions in the loop, they
10765                might not be reached.  */
10766             next_maybe_never = 1;
10767         }
10768       else if (next_maybe_never)
10769         maybe_never = 1;
10770     }
10771
10772   /* Find start of the extended basic block that enters the loop.  */
10773   for (p = loop->start;
10774        PREV_INSN (p) && !LABEL_P (p);
10775        p = PREV_INSN (p))
10776     ;
10777   prev_ebb_head = p;
10778
10779   cselib_init (true);
10780
10781   /* Build table of mems that get set to constant values before the
10782      loop.  */
10783   for (; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
10784     cselib_process_insn (p);
10785
10786   /* Actually move the MEMs.  */
10787   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
10788     {
10789       regset_head load_copies;
10790       regset_head store_copies;
10791       int written = 0;
10792       rtx reg;
10793       rtx mem = loop_info->mems[i].mem;
10794       rtx mem_list_entry;
10795
10796       if (MEM_VOLATILE_P (mem)
10797           || loop_invariant_p (loop, XEXP (mem, 0)) != 1)
10798         /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
10799         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10800
10801       /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
10802          one is aliased by one of them.  */
10803       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
10804       while (mem_list_entry)
10805         {
10806           if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
10807             written = 1;
10808           else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
10809                                     mem, rtx_varies_p))
10810             {
10811               /* MEM is indeed aliased by this store.  */
10812               loop_info->mems[i].optimize = 0;
10813               break;
10814             }
10815           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
10816         }
10817
10818       if (flag_float_store && written
10819           && SCALAR_FLOAT_MODE_P (GET_MODE (mem)))
10820         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10821
10822       /* If this MEM is written to, we must be sure that there
10823          are no reads from another MEM that aliases this one.  */
10824       if (loop_info->mems[i].optimize && written)
10825         {
10826           int j;
10827
10828           for (j = 0; j < loop_info->mems_idx; ++j)
10829             {
10830               if (j == i)
10831                 continue;
10832               else if (true_dependence (mem,
10833                                         VOIDmode,
10834                                         loop_info->mems[j].mem,
10835                                         rtx_varies_p))
10836                 {
10837                   /* It's not safe to hoist loop_info->mems[i] out of
10838                      the loop because writes to it might not be
10839                      seen by reads from loop_info->mems[j].  */
10840                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
10841                   break;
10842                 }
10843             }
10844         }
10845
10846       if (maybe_never && may_trap_p (mem))
10847         /* We can't access the MEM outside the loop; it might
10848            cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
10849         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10850
10851       if (!loop_info->mems[i].optimize)
10852         /* We thought we were going to lift this MEM out of the
10853            loop, but later discovered that we could not.  */
10854         continue;
10855
10856       INIT_REG_SET (&load_copies);
10857       INIT_REG_SET (&store_copies);
10858
10859       /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
10860          order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
10861          out of the loop just because this REG is neither a
10862          user-variable nor used in the loop test.  */
10863       reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
10864       REG_USERVAR_P (reg) = 1;
10865       loop_info->mems[i].reg = reg;
10866
10867       /* Now, replace all references to the MEM with the
10868          corresponding pseudos.  */
10869       maybe_never = 0;
10870       for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10871            p != NULL_RTX;
10872            p = next_insn_in_loop (loop, p))
10873         {
10874           if (INSN_P (p))
10875             {
10876               rtx set;
10877
10878               set = single_set (p);
10879
10880               /* See if this copies the mem into a register that isn't
10881                  modified afterwards.  We'll try to do copy propagation
10882                  a little further on.  */
10883               if (set
10884                   /* @@@ This test is _way_ too conservative.  */
10885                   && ! maybe_never
10886                   && REG_P (SET_DEST (set))
10887                   && REGNO (SET_DEST (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
10888                   && REGNO (SET_DEST (set)) < last_max_reg
10889                   && regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].n_times_set == 1
10890                   && rtx_equal_p (SET_SRC (set), mem))
10891                 SET_REGNO_REG_SET (&load_copies, REGNO (SET_DEST (set)));
10892
10893               /* See if this copies the mem from a register that isn't
10894                  modified afterwards.  We'll try to remove the
10895                  redundant copy later on by doing a little register
10896                  renaming and copy propagation.   This will help
10897                  to untangle things for the BIV detection code.  */
10898               if (set
10899                   && ! maybe_never
10900                   && REG_P (SET_SRC (set))
10901                   && REGNO (SET_SRC (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
10902                   && REGNO (SET_SRC (set)) < last_max_reg
10903                   && regs->array[REGNO (SET_SRC (set))].n_times_set == 1
10904                   && rtx_equal_p (SET_DEST (set), mem))
10905                 SET_REGNO_REG_SET (&store_copies, REGNO (SET_SRC (set)));
10906
10907               /* If this is a call which uses / clobbers this memory
10908                  location, we must not change the interface here.  */
10909               if (CALL_P (p)
10910                   && reg_mentioned_p (loop_info->mems[i].mem,
10911                                       CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p)))
10912                 {
10913                   cancel_changes (0);
10914                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
10915                   break;
10916                 }
10917               else
10918                 /* Replace the memory reference with the shadow register.  */
10919                 replace_loop_mems (p, loop_info->mems[i].mem,
10920                                    loop_info->mems[i].reg, written);
10921             }
10922
10923           if (LABEL_P (p)
10924               || JUMP_P (p))
10925             maybe_never = 1;
10926         }
10927
10928       if (! loop_info->mems[i].optimize)
10929         ; /* We found we couldn't do the replacement, so do nothing.  */
10930       else if (! apply_change_group ())
10931         /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
10932         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10933       else
10934         {
10935           /* Load the memory immediately before LOOP->START, which is
10936              the NOTE_LOOP_BEG.  */
10937           cselib_val *e = cselib_lookup (mem, VOIDmode, 0);
10938           rtx set;
10939           rtx best = mem;
10940           unsigned j;
10941           struct elt_loc_list *const_equiv = 0;
10942           reg_set_iterator rsi;
10943
10944           if (e)
10945             {
10946               struct elt_loc_list *equiv;
10947               struct elt_loc_list *best_equiv = 0;
10948               for (equiv = e->locs; equiv; equiv = equiv->next)
10949                 {
10950                   if (CONSTANT_P (equiv->loc))
10951                     const_equiv = equiv;
10952                   else if (REG_P (equiv->loc)
10953                            /* Extending hard register lifetimes causes crash
10954                               on SRC targets.  Doing so on non-SRC is
10955                               probably also not good idea, since we most
10956                               probably have pseudoregister equivalence as
10957                               well.  */
10958                            && REGNO (equiv->loc) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
10959                     best_equiv = equiv;
10960                 }
10961               /* Use the constant equivalence if that is cheap enough.  */
10962               if (! best_equiv)
10963                 best_equiv = const_equiv;
10964               else if (const_equiv
10965                        && (rtx_cost (const_equiv->loc, SET)
10966                            <= rtx_cost (best_equiv->loc, SET)))
10967                 {
10968                   best_equiv = const_equiv;
10969                   const_equiv = 0;
10970                 }
10971
10972               /* If best_equiv is nonzero, we know that MEM is set to a
10973                  constant or register before the loop.  We will use this
10974                  knowledge to initialize the shadow register with that
10975                  constant or reg rather than by loading from MEM.  */
10976               if (best_equiv)
10977                 best = copy_rtx (best_equiv->loc);
10978             }
10979
10980           set = gen_move_insn (reg, best);
10981           set = loop_insn_hoist (loop, set);
10982           if (REG_P (best))
10983             {
10984               for (p = prev_ebb_head; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
10985                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) == INSN_UID (p))
10986                   {
10987                     REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) = INSN_UID (set);
10988                     break;
10989                   }
10990             }
10991
10992           if (const_equiv)
10993             set_unique_reg_note (set, REG_EQUAL, copy_rtx (const_equiv->loc));
10994
10995           if (written)
10996             {
10997               if (label == NULL_RTX)
10998                 {
10999                   label = gen_label_rtx ();
11000                   emit_label_after (label, loop->end);
11001                 }
11002
11003               /* Store the memory immediately after END, which is
11004                  the NOTE_LOOP_END.  */
11005               set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
11006               loop_insn_emit_after (loop, 0, label, set);
11007             }
11008
11009           if (loop_dump_stream)
11010             {
11011               fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
11012                        REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
11013               print_rtl (loop_dump_stream, mem);
11014               fputc ('\n', loop_dump_stream);
11015             }
11016
11017           /* Attempt a bit of copy propagation.  This helps untangle the
11018              data flow, and enables {basic,general}_induction_var to find
11019              more bivs/givs.  */
11020           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11021             (&load_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j, rsi)
11022             {
11023               try_copy_prop (loop, reg, j);
11024             }
11025           CLEAR_REG_SET (&load_copies);
11026
11027           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11028             (&store_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j, rsi)
11029             {
11030               try_swap_copy_prop (loop, reg, j);
11031             }
11032           CLEAR_REG_SET (&store_copies);
11033         }
11034     }
11035
11036   /* Now, we need to replace all references to the previous exit
11037      label with the new one.  */
11038   if (label != NULL_RTX && end_label != NULL_RTX)
11039     for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
11040       if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == end_label)
11041         redirect_jump (p, label, false);
11042
11043   cselib_finish ();
11044 }
11045
11046 /* For communication between note_reg_stored and its caller.  */
11047 struct note_reg_stored_arg
11048 {
11049   int set_seen;
11050   rtx reg;
11051 };
11052
11053 /* Called via note_stores, record in SET_SEEN whether X, which is written,
11054    is equal to ARG.  */
11055 static void
11056 note_reg_stored (rtx x, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *arg)
11057 {
11058   struct note_reg_stored_arg *t = (struct note_reg_stored_arg *) arg;
11059   if (t->reg == x)
11060     t->set_seen = 1;
11061 }
11062
11063 /* Try to replace every occurrence of pseudo REGNO with REPLACEMENT.
11064    There must be exactly one insn that sets this pseudo; it will be
11065    deleted if all replacements succeed and we can prove that the register
11066    is not used after the loop.  */
11067
11068 static void
11069 try_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement, unsigned int regno)
11070 {
11071   /* This is the reg that we are copying from.  */
11072   rtx reg_rtx = regno_reg_rtx[regno];
11073   rtx init_insn = 0;
11074   rtx insn;
11075   /* These help keep track of whether we replaced all uses of the reg.  */
11076   int replaced_last = 0;
11077   int store_is_first = 0;
11078
11079   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11080        insn != NULL_RTX;
11081        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11082     {
11083       rtx set;
11084
11085       /* Only substitute within one extended basic block from the initializing
11086          insn.  */
11087       if (LABEL_P (insn) && init_insn)
11088         break;
11089
11090       if (! INSN_P (insn))
11091         continue;
11092
11093       /* Is this the initializing insn?  */
11094       set = single_set (insn);
11095       if (set
11096           && REG_P (SET_DEST (set))
11097           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
11098         {
11099           gcc_assert (!init_insn);
11100
11101           init_insn = insn;
11102           if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11103             store_is_first = 1;
11104         }
11105
11106       /* Only substitute after seeing the initializing insn.  */
11107       if (init_insn && insn != init_insn)
11108         {
11109           struct note_reg_stored_arg arg;
11110
11111           replace_loop_regs (insn, reg_rtx, replacement);
11112           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11113             replaced_last = 1;
11114
11115           /* Stop replacing when REPLACEMENT is modified.  */
11116           arg.reg = replacement;
11117           arg.set_seen = 0;
11118           note_stores (PATTERN (insn), note_reg_stored, &arg);
11119           if (arg.set_seen)
11120             {
11121               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL);
11122
11123               /* It is possible that we've turned previously valid REG_EQUAL to
11124                  invalid, as we change the REGNO to REPLACEMENT and unlike REGNO,
11125                  REPLACEMENT is modified, we get different meaning.  */
11126               if (note && reg_mentioned_p (replacement, XEXP (note, 0)))
11127                 remove_note (insn, note);
11128               break;
11129             }
11130         }
11131     }
11132   gcc_assert (init_insn);
11133   if (apply_change_group ())
11134     {
11135       if (loop_dump_stream)
11136         fprintf (loop_dump_stream, "  Replaced reg %d", regno);
11137       if (store_is_first && replaced_last)
11138         {
11139           rtx first;
11140           rtx retval_note;
11141
11142           /* Assume we're just deleting INIT_INSN.  */
11143           first = init_insn;
11144           /* Look for REG_RETVAL note.  If we're deleting the end of
11145              the libcall sequence, the whole sequence can go.  */
11146           retval_note = find_reg_note (init_insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
11147           /* If we found a REG_RETVAL note, find the first instruction
11148              in the sequence.  */
11149           if (retval_note)
11150             first = XEXP (retval_note, 0);
11151
11152           /* Delete the instructions.  */
11153           loop_delete_insns (first, init_insn);
11154         }
11155       if (loop_dump_stream)
11156         fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
11157     }
11158 }
11159
11160 /* Replace all the instructions from FIRST up to and including LAST
11161    with NOTE_INSN_DELETED notes.  */
11162
11163 static void
11164 loop_delete_insns (rtx first, rtx last)
11165 {
11166   while (1)
11167     {
11168       if (loop_dump_stream)
11169         fprintf (loop_dump_stream, ", deleting init_insn (%d)",
11170                  INSN_UID (first));
11171       delete_insn (first);
11172
11173       /* If this was the LAST instructions we're supposed to delete,
11174          we're done.  */
11175       if (first == last)
11176         break;
11177
11178       first = NEXT_INSN (first);
11179     }
11180 }
11181
11182 /* Try to replace occurrences of pseudo REGNO with REPLACEMENT within
11183    loop LOOP if the order of the sets of these registers can be
11184    swapped.  There must be exactly one insn within the loop that sets
11185    this pseudo followed immediately by a move insn that sets
11186    REPLACEMENT with REGNO.  */
11187 static void
11188 try_swap_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement,
11189                     unsigned int regno)
11190 {
11191   rtx insn;
11192   rtx set = NULL_RTX;
11193   unsigned int new_regno;
11194
11195   new_regno = REGNO (replacement);
11196
11197   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11198        insn != NULL_RTX;
11199        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11200     {
11201       /* Search for the insn that copies REGNO to NEW_REGNO?  */
11202       if (INSN_P (insn)
11203           && (set = single_set (insn))
11204           && REG_P (SET_DEST (set))
11205           && REGNO (SET_DEST (set)) == new_regno
11206           && REG_P (SET_SRC (set))
11207           && REGNO (SET_SRC (set)) == regno)
11208         break;
11209     }
11210
11211   if (insn != NULL_RTX)
11212     {
11213       rtx prev_insn;
11214       rtx prev_set;
11215
11216       /* Some DEF-USE info would come in handy here to make this
11217          function more general.  For now, just check the previous insn
11218          which is the most likely candidate for setting REGNO.  */
11219
11220       prev_insn = PREV_INSN (insn);
11221
11222       if (INSN_P (insn)
11223           && (prev_set = single_set (prev_insn))
11224           && REG_P (SET_DEST (prev_set))
11225           && REGNO (SET_DEST (prev_set)) == regno)
11226         {
11227           /* We have:
11228              (set (reg regno) (expr))
11229              (set (reg new_regno) (reg regno))
11230
11231              so try converting this to:
11232              (set (reg new_regno) (expr))
11233              (set (reg regno) (reg new_regno))
11234
11235              The former construct is often generated when a global
11236              variable used for an induction variable is shadowed by a
11237              register (NEW_REGNO).  The latter construct improves the
11238              chances of GIV replacement and BIV elimination.  */
11239
11240           validate_change (prev_insn, &SET_DEST (prev_set),
11241                            replacement, 1);
11242           validate_change (insn, &SET_DEST (set),
11243                            SET_SRC (set), 1);
11244           validate_change (insn, &SET_SRC (set),
11245                            replacement, 1);
11246
11247           if (apply_change_group ())
11248             {
11249               if (loop_dump_stream)
11250                 fprintf (loop_dump_stream,
11251                          "  Swapped set of reg %d at %d with reg %d at %d.\n",
11252                          regno, INSN_UID (insn),
11253                          new_regno, INSN_UID (prev_insn));
11254
11255               /* Update first use of REGNO.  */
11256               if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (prev_insn))
11257                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (insn);
11258
11259               /* Now perform copy propagation to hopefully
11260                  remove all uses of REGNO within the loop.  */
11261               try_copy_prop (loop, replacement, regno);
11262             }
11263         }
11264     }
11265 }
11266
11267 /* Worker function for find_mem_in_note, called via for_each_rtx.  */
11268
11269 static int
11270 find_mem_in_note_1 (rtx *x, void *data)
11271 {
11272   if (*x != NULL_RTX && MEM_P (*x))
11273     {
11274       rtx *res = (rtx *) data;
11275       *res = *x;
11276       return 1;
11277     }
11278   return 0;
11279 }
11280
11281 /* Returns the first MEM found in NOTE by depth-first search.  */
11282
11283 static rtx
11284 find_mem_in_note (rtx note)
11285 {
11286   if (note && for_each_rtx (&note, find_mem_in_note_1, &note))
11287     return note;
11288   return NULL_RTX;
11289 }
11290
11291 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
11292    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually a pointer
11293    to a structure describing the instruction currently being scanned
11294    and the MEM we are currently replacing.  */
11295
11296 static int
11297 replace_loop_mem (rtx *mem, void *data)
11298 {
11299   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11300   rtx m = *mem;
11301
11302   if (m == NULL_RTX)
11303     return 0;
11304
11305   switch (GET_CODE (m))
11306     {
11307     case MEM:
11308       break;
11309
11310     case CONST_DOUBLE:
11311       /* We're not interested in the MEM associated with a
11312          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
11313       return -1;
11314
11315     default:
11316       /* This is not a MEM.  */
11317       return 0;
11318     }
11319
11320   if (!rtx_equal_p (args->match, m))
11321     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
11322     return 0;
11323
11324   /* Actually replace the MEM.  */
11325   validate_change (args->insn, mem, args->replacement, 1);
11326
11327   return 0;
11328 }
11329
11330 static void
11331 replace_loop_mems (rtx insn, rtx mem, rtx reg, int written)
11332 {
11333   loop_replace_args args;
11334
11335   args.insn = insn;
11336   args.match = mem;
11337   args.replacement = reg;
11338
11339   for_each_rtx (&insn, replace_loop_mem, &args);
11340
11341   /* If we hoist a mem write out of the loop, then REG_EQUAL
11342      notes referring to the mem are no longer valid.  */
11343   if (written)
11344     {
11345       rtx note, sub;
11346       rtx *link;
11347
11348       for (link = &REG_NOTES (insn); (note = *link); link = &XEXP (note, 1))
11349         {
11350           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
11351               && (sub = find_mem_in_note (note))
11352               && true_dependence (mem, VOIDmode, sub, rtx_varies_p))
11353             {
11354               /* Remove the note.  */
11355               validate_change (NULL_RTX, link, XEXP (note, 1), 1);
11356               break;
11357             }
11358         }
11359     }
11360 }
11361
11362 /* Replace one register with another.  Called through for_each_rtx; PX points
11363    to the rtx being scanned.  DATA is actually a pointer to
11364    a structure of arguments.  */
11365
11366 static int
11367 replace_loop_reg (rtx *px, void *data)
11368 {
11369   rtx x = *px;
11370   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11371
11372   if (x == NULL_RTX)
11373     return 0;
11374
11375   if (x == args->match)
11376     validate_change (args->insn, px, args->replacement, 1);
11377
11378   return 0;
11379 }
11380
11381 static void
11382 replace_loop_regs (rtx insn, rtx reg, rtx replacement)
11383 {
11384   loop_replace_args args;
11385
11386   args.insn = insn;
11387   args.match = reg;
11388   args.replacement = replacement;
11389
11390   for_each_rtx (&insn, replace_loop_reg, &args);
11391 }
11392 \f
11393 /* Emit insn for PATTERN after WHERE_INSN in basic block WHERE_BB
11394    (ignored in the interim).  */
11395
11396 static rtx
11397 loop_insn_emit_after (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11398                       basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED, rtx where_insn,
11399                       rtx pattern)
11400 {
11401   return emit_insn_after (pattern, where_insn);
11402 }
11403
11404
11405 /* If WHERE_INSN is nonzero emit insn for PATTERN before WHERE_INSN
11406    in basic block WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop
11407    otherwise hoist PATTERN into the loop pre-header.  */
11408
11409 static rtx
11410 loop_insn_emit_before (const struct loop *loop,
11411                        basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11412                        rtx where_insn, rtx pattern)
11413 {
11414   if (! where_insn)
11415     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11416   return emit_insn_before (pattern, where_insn);
11417 }
11418
11419
11420 /* Emit call insn for PATTERN before WHERE_INSN in basic block
11421    WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop.  */
11422
11423 static rtx
11424 loop_call_insn_emit_before (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11425                             basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11426                             rtx where_insn, rtx pattern)
11427 {
11428   return emit_call_insn_before (pattern, where_insn);
11429 }
11430
11431
11432 /* Hoist insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11433
11434 static rtx
11435 loop_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11436 {
11437   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11438 }
11439
11440
11441 /* Hoist call insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11442
11443 static rtx
11444 loop_call_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11445 {
11446   return loop_call_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11447 }
11448
11449
11450 /* Sink insn for PATTERN after the loop end.  */
11451
11452 static rtx
11453 loop_insn_sink (const struct loop *loop, rtx pattern)
11454 {
11455   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->sink, pattern);
11456 }
11457
11458 /* bl->final_value can be either general_operand or PLUS of general_operand
11459    and constant.  Emit sequence of instructions to load it into REG.  */
11460 static rtx
11461 gen_load_of_final_value (rtx reg, rtx final_value)
11462 {
11463   rtx seq;
11464   start_sequence ();
11465   final_value = force_operand (final_value, reg);
11466   if (final_value != reg)
11467     emit_move_insn (reg, final_value);
11468   seq = get_insns ();
11469   end_sequence ();
11470   return seq;
11471 }
11472
11473 /* If the loop has multiple exits, emit insn for PATTERN before the
11474    loop to ensure that it will always be executed no matter how the
11475    loop exits.  Otherwise, emit the insn for PATTERN after the loop,
11476    since this is slightly more efficient.  */
11477
11478 static rtx
11479 loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *loop, rtx pattern)
11480 {
11481   if (loop->exit_count)
11482     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11483   else
11484     return loop_insn_sink (loop, pattern);
11485 }
11486 \f
11487 static void
11488 loop_ivs_dump (const struct loop *loop, FILE *file, int verbose)
11489 {
11490   struct iv_class *bl;
11491   int iv_num = 0;
11492
11493   if (! loop || ! file)
11494     return;
11495
11496   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11497     iv_num++;
11498
11499   fprintf (file, "Loop %d: %d IV classes\n", loop->num, iv_num);
11500
11501   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11502     {
11503       loop_iv_class_dump (bl, file, verbose);
11504       fputc ('\n', file);
11505     }
11506 }
11507
11508
11509 static void
11510 loop_iv_class_dump (const struct iv_class *bl, FILE *file,
11511                     int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
11512 {
11513   struct induction *v;
11514   rtx incr;
11515   int i;
11516
11517   if (! bl || ! file)
11518     return;
11519
11520   fprintf (file, "IV class for reg %d, benefit %d\n",
11521            bl->regno, bl->total_benefit);
11522
11523   fprintf (file, " Init insn %d", INSN_UID (bl->init_insn));
11524   if (bl->initial_value)
11525     {
11526       fprintf (file, ", init val: ");
11527       print_simple_rtl (file, bl->initial_value);
11528     }
11529   if (bl->initial_test)
11530     {
11531       fprintf (file, ", init test: ");
11532       print_simple_rtl (file, bl->initial_test);
11533     }
11534   fputc ('\n', file);
11535
11536   if (bl->final_value)
11537     {
11538       fprintf (file, " Final val: ");
11539       print_simple_rtl (file, bl->final_value);
11540       fputc ('\n', file);
11541     }
11542
11543   if ((incr = biv_total_increment (bl)))
11544     {
11545       fprintf (file, " Total increment: ");
11546       print_simple_rtl (file, incr);
11547       fputc ('\n', file);
11548     }
11549
11550   /* List the increments.  */
11551   for (i = 0, v = bl->biv; v; v = v->next_iv, i++)
11552     {
11553       fprintf (file, " Inc%d: insn %d, incr: ", i, INSN_UID (v->insn));
11554       print_simple_rtl (file, v->add_val);
11555       fputc ('\n', file);
11556     }
11557
11558   /* List the givs.  */
11559   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv, i++)
11560     {
11561       fprintf (file, " Giv%d: insn %d, benefit %d, ",
11562                i, INSN_UID (v->insn), v->benefit);
11563       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
11564         print_simple_rtl (file, v->mem);
11565       else
11566         print_simple_rtl (file, single_set (v->insn));
11567       fputc ('\n', file);
11568     }
11569 }
11570
11571
11572 static void
11573 loop_biv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11574 {
11575   if (! v || ! file)
11576     return;
11577
11578   fprintf (file,
11579            "Biv %d: insn %d",
11580            REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11581   fprintf (file, " const ");
11582   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11583
11584   if (verbose && v->final_value)
11585     {
11586       fputc ('\n', file);
11587       fprintf (file, " final ");
11588       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11589     }
11590
11591   fputc ('\n', file);
11592 }
11593
11594
11595 static void
11596 loop_giv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11597 {
11598   if (! v || ! file)
11599     return;
11600
11601   if (v->giv_type == DEST_REG)
11602     fprintf (file, "Giv %d: insn %d",
11603              REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11604   else
11605     fprintf (file, "Dest address: insn %d",
11606              INSN_UID (v->insn));
11607
11608   fprintf (file, " src reg %d benefit %d",
11609            REGNO (v->src_reg), v->benefit);
11610   fprintf (file, " lifetime %d",
11611            v->lifetime);
11612
11613   if (v->replaceable)
11614     fprintf (file, " replaceable");
11615
11616   if (v->no_const_addval)
11617     fprintf (file, " ncav");
11618
11619   if (v->ext_dependent)
11620     {
11621       switch (GET_CODE (v->ext_dependent))
11622         {
11623         case SIGN_EXTEND:
11624           fprintf (file, " ext se");
11625           break;
11626         case ZERO_EXTEND:
11627           fprintf (file, " ext ze");
11628           break;
11629         case TRUNCATE:
11630           fprintf (file, " ext tr");
11631           break;
11632         default:
11633           gcc_unreachable ();
11634         }
11635     }
11636
11637   fputc ('\n', file);
11638   fprintf (file, " mult ");
11639   print_simple_rtl (file, v->mult_val);
11640
11641   fputc ('\n', file);
11642   fprintf (file, " add  ");
11643   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11644
11645   if (verbose && v->final_value)
11646     {
11647       fputc ('\n', file);
11648       fprintf (file, " final ");
11649       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11650     }
11651
11652   fputc ('\n', file);
11653 }
11654
11655
11656 void
11657 debug_ivs (const struct loop *loop)
11658 {
11659   loop_ivs_dump (loop, stderr, 1);
11660 }
11661
11662
11663 void
11664 debug_iv_class (const struct iv_class *bl)
11665 {
11666   loop_iv_class_dump (bl, stderr, 1);
11667 }
11668
11669
11670 void
11671 debug_biv (const struct induction *v)
11672 {
11673   loop_biv_dump (v, stderr, 1);
11674 }
11675
11676
11677 void
11678 debug_giv (const struct induction *v)
11679 {
11680   loop_giv_dump (v, stderr, 1);
11681 }
11682
11683
11684 #define LOOP_BLOCK_NUM_1(INSN) \
11685 ((INSN) ? (BLOCK_FOR_INSN (INSN) ? BLOCK_NUM (INSN) : - 1) : -1)
11686
11687 /* The notes do not have an assigned block, so look at the next insn.  */
11688 #define LOOP_BLOCK_NUM(INSN) \
11689 ((INSN) ? (NOTE_P (INSN) \
11690             ? LOOP_BLOCK_NUM_1 (next_nonnote_insn (INSN)) \
11691             : LOOP_BLOCK_NUM_1 (INSN)) \
11692         : -1)
11693
11694 #define LOOP_INSN_UID(INSN) ((INSN) ? INSN_UID (INSN) : -1)
11695
11696 static void
11697 loop_dump_aux (const struct loop *loop, FILE *file,
11698                int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
11699 {
11700   rtx label;
11701
11702   if (! loop || ! file || !BB_HEAD (loop->first))
11703     return;
11704
11705   /* Print diagnostics to compare our concept of a loop with
11706      what the loop notes say.  */
11707   if (! PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))
11708       || !NOTE_P (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
11709       || NOTE_LINE_NUMBER (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
11710       != NOTE_INSN_LOOP_BEG)
11711     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_BEG at %d\n",
11712              INSN_UID (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))));
11713   if (! NEXT_INSN (BB_END (loop->last))
11714       || !NOTE_P (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
11715       || NOTE_LINE_NUMBER (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
11716       != NOTE_INSN_LOOP_END)
11717     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_END at %d\n",
11718              INSN_UID (NEXT_INSN (BB_END (loop->last))));
11719
11720   if (loop->start)
11721     {
11722       fprintf (file,
11723                ";;  start %d (%d), end %d (%d)\n",
11724                LOOP_BLOCK_NUM (loop->start),
11725                LOOP_INSN_UID (loop->start),
11726                LOOP_BLOCK_NUM (loop->end),
11727                LOOP_INSN_UID (loop->end));
11728       fprintf (file, ";;  top %d (%d), scan start %d (%d)\n",
11729                LOOP_BLOCK_NUM (loop->top),
11730                LOOP_INSN_UID (loop->top),
11731                LOOP_BLOCK_NUM (loop->scan_start),
11732                LOOP_INSN_UID (loop->scan_start));
11733       fprintf (file, ";;  exit_count %d", loop->exit_count);
11734       if (loop->exit_count)
11735         {
11736           fputs (", labels:", file);
11737           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
11738             {
11739               fprintf (file, " %d ",
11740                        LOOP_INSN_UID (XEXP (label, 0)));
11741             }
11742         }
11743       fputs ("\n", file);
11744     }
11745 }
11746
11747 /* Call this function from the debugger to dump LOOP.  */
11748
11749 void
11750 debug_loop (const struct loop *loop)
11751 {
11752   flow_loop_dump (loop, stderr, loop_dump_aux, 1);
11753 }
11754
11755 /* Call this function from the debugger to dump LOOPS.  */
11756
11757 void
11758 debug_loops (const struct loops *loops)
11759 {
11760   flow_loops_dump (loops, stderr, loop_dump_aux, 1);
11761 }
11762 \f
11763 static bool
11764 gate_handle_loop_optimize (void)
11765 {
11766   return (optimize > 0 && flag_loop_optimize);
11767 }
11768
11769 /* Move constant computations out of loops.  */
11770 static void
11771 rest_of_handle_loop_optimize (void)
11772 {
11773   int do_prefetch;
11774
11775   /* CFG is no longer maintained up-to-date.  */
11776   free_bb_for_insn ();
11777   profile_status = PROFILE_ABSENT;
11778   
11779   do_prefetch = flag_prefetch_loop_arrays ? LOOP_PREFETCH : 0;
11780   
11781   if (flag_rerun_loop_opt)
11782     {
11783       cleanup_barriers ();
11784       
11785       /* We only want to perform unrolling once.  */
11786       loop_optimize (get_insns (), dump_file, 0);
11787       
11788       /* The first call to loop_optimize makes some instructions
11789          trivially dead.  We delete those instructions now in the
11790          hope that doing so will make the heuristics in loop work
11791          better and possibly speed up compilation.  */
11792       delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
11793   
11794       /* The regscan pass is currently necessary as the alias
11795          analysis code depends on this information.  */
11796       reg_scan (get_insns (), max_reg_num ());
11797     } 
11798   cleanup_barriers ();
11799   loop_optimize (get_insns (), dump_file, do_prefetch);
11800       
11801   /* Loop can create trivially dead instructions.  */
11802   delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
11803   find_basic_blocks (get_insns ());
11804 }
11805
11806 struct tree_opt_pass pass_loop_optimize =
11807 {
11808   "old-loop",                           /* name */
11809   gate_handle_loop_optimize,            /* gate */   
11810   rest_of_handle_loop_optimize,         /* execute */       
11811   NULL,                                 /* sub */
11812   NULL,                                 /* next */
11813   0,                                    /* static_pass_number */
11814   TV_LOOP,                              /* tv_id */
11815   0,                                    /* properties_required */
11816   0,                                    /* properties_provided */
11817   0,                                    /* properties_destroyed */
11818   0,                                    /* todo_flags_start */
11819   TODO_dump_func |
11820   TODO_ggc_collect,                     /* todo_flags_finish */
11821   'L'                                   /* letter */
11822 };
11823
11824