OSDN Git Service

cp/ChangeLog:
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997,
3    1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
19 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
20 02111-1307, USA.  */
21
22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
23    It finds invariant computations within loops and moves them
24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
25    general induction variables.
26
27    Basic induction variables (BIVs) are a pseudo registers which are set within
28    a loop only by incrementing or decrementing its value.  General induction
29    variables (GIVs) are pseudo registers with a value which is a linear function
30    of a basic induction variable.  BIVs are recognized by `basic_induction_var';
31    GIVs by `general_induction_var'.
32
33    Once induction variables are identified, strength reduction is applied to the
34    general induction variables, and induction variable elimination is applied to
35    the basic induction variables.
36
37    It also finds cases where
38    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
39    and changes these to zero the entire register once before the loop
40    and merely copy the low part within the loop.
41
42    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
43    while to do these things.  */
44
45 #include "config.h"
46 #include "system.h"
47 #include "coretypes.h"
48 #include "tm.h"
49 #include "rtl.h"
50 #include "tm_p.h"
51 #include "function.h"
52 #include "expr.h"
53 #include "hard-reg-set.h"
54 #include "basic-block.h"
55 #include "insn-config.h"
56 #include "regs.h"
57 #include "recog.h"
58 #include "flags.h"
59 #include "real.h"
60 #include "cselib.h"
61 #include "except.h"
62 #include "toplev.h"
63 #include "predict.h"
64 #include "insn-flags.h"
65 #include "optabs.h"
66 #include "cfgloop.h"
67 #include "ggc.h"
68
69 /* Get the loop info pointer of a loop.  */
70 #define LOOP_INFO(LOOP) ((struct loop_info *) (LOOP)->aux)
71
72 /* Get a pointer to the loop movables structure.  */
73 #define LOOP_MOVABLES(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->movables)
74
75 /* Get a pointer to the loop registers structure.  */
76 #define LOOP_REGS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->regs)
77
78 /* Get a pointer to the loop induction variables structure.  */
79 #define LOOP_IVS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->ivs)
80
81 /* Get the luid of an insn.  Catch the error of trying to reference the LUID
82    of an insn added during loop, since these don't have LUIDs.  */
83
84 #define INSN_LUID(INSN)                 \
85   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop ? uid_luid[INSN_UID (INSN)] \
86    : (abort (), -1))
87
88 #define REGNO_FIRST_LUID(REGNO)                 \
89   (REGNO_FIRST_UID (REGNO) < max_uid_for_loop   \
90         ? uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO)]     \
91         : 0)
92 #define REGNO_LAST_LUID(REGNO)                  \
93   (REGNO_LAST_UID (REGNO) < max_uid_for_loop    \
94         ? uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO)]      \
95         : INT_MAX)
96
97 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
98    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
99 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
100    value is a linear function of a biv.  */
101
102 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
103    Givs by `general_induction_var'.  */
104
105 /* An enum for the two different types of givs, those that are used
106    as memory addresses and those that are calculated into registers.  */
107 enum g_types
108 {
109   DEST_ADDR,
110   DEST_REG
111 };
112
113
114 /* A `struct induction' is created for every instruction that sets
115    an induction variable (either a biv or a giv).  */
116
117 struct induction
118 {
119   rtx insn;                     /* The insn that sets a biv or giv */
120   rtx new_reg;                  /* New register, containing strength reduced
121                                    version of this giv.  */
122   rtx src_reg;                  /* Biv from which this giv is computed.
123                                    (If this is a biv, then this is the biv.) */
124   enum g_types giv_type;        /* Indicate whether DEST_ADDR or DEST_REG */
125   rtx dest_reg;                 /* Destination register for insn: this is the
126                                    register which was the biv or giv.
127                                    For a biv, this equals src_reg.
128                                    For a DEST_ADDR type giv, this is 0.  */
129   rtx *location;                /* Place in the insn where this giv occurs.
130                                    If GIV_TYPE is DEST_REG, this is 0.  */
131                                 /* For a biv, this is the place where add_val
132                                    was found.  */
133   enum machine_mode mode;       /* The mode of this biv or giv */
134   rtx mem;                      /* For DEST_ADDR, the memory object.  */
135   rtx mult_val;                 /* Multiplicative factor for src_reg.  */
136   rtx add_val;                  /* Additive constant for that product.  */
137   int benefit;                  /* Gain from eliminating this insn.  */
138   rtx final_value;              /* If the giv is used outside the loop, and its
139                                    final value could be calculated, it is put
140                                    here, and the giv is made replaceable.  Set
141                                    the giv to this value before the loop.  */
142   unsigned combined_with;       /* The number of givs this giv has been
143                                    combined with.  If nonzero, this giv
144                                    cannot combine with any other giv.  */
145   unsigned replaceable : 1;     /* 1 if we can substitute the strength-reduced
146                                    variable for the original variable.
147                                    0 means they must be kept separate and the
148                                    new one must be copied into the old pseudo
149                                    reg each time the old one is set.  */
150   unsigned not_replaceable : 1; /* Used to prevent duplicating work.  This is
151                                    1 if we know that the giv definitely can
152                                    not be made replaceable, in which case we
153                                    don't bother checking the variable again
154                                    even if further info is available.
155                                    Both this and the above can be zero.  */
156   unsigned ignore : 1;          /* 1 prohibits further processing of giv */
157   unsigned always_computable : 1;/* 1 if this value is computable every
158                                     iteration.  */
159   unsigned always_executed : 1; /* 1 if this set occurs each iteration.  */
160   unsigned maybe_multiple : 1;  /* Only used for a biv and  1 if this biv
161                                    update may be done multiple times per
162                                    iteration.  */
163   unsigned cant_derive : 1;     /* For giv's, 1 if this giv cannot derive
164                                    another giv.  This occurs in many cases
165                                    where a giv's lifetime spans an update to
166                                    a biv.  */
167   unsigned maybe_dead : 1;      /* 1 if this giv might be dead.  In that case,
168                                    we won't use it to eliminate a biv, it
169                                    would probably lose.  */
170   unsigned auto_inc_opt : 1;    /* 1 if this giv had its increment output next
171                                    to it to try to form an auto-inc address.  */
172   unsigned shared : 1;
173   unsigned no_const_addval : 1; /* 1 if add_val does not contain a const.  */
174   int lifetime;                 /* Length of life of this giv */
175   rtx derive_adjustment;        /* If nonzero, is an adjustment to be
176                                    subtracted from add_val when this giv
177                                    derives another.  This occurs when the
178                                    giv spans a biv update by incrementation.  */
179   rtx ext_dependent;            /* If nonzero, is a sign or zero extension
180                                    if a biv on which this giv is dependent.  */
181   struct induction *next_iv;    /* For givs, links together all givs that are
182                                    based on the same biv.  For bivs, links
183                                    together all biv entries that refer to the
184                                    same biv register.  */
185   struct induction *same;       /* For givs, if the giv has been combined with
186                                    another giv, this points to the base giv.
187                                    The base giv will have COMBINED_WITH nonzero.
188                                    For bivs, if the biv has the same LOCATION
189                                    than another biv, this points to the base
190                                    biv.  */
191   struct induction *same_insn;  /* If there are multiple identical givs in
192                                    the same insn, then all but one have this
193                                    field set, and they all point to the giv
194                                    that doesn't have this field set.  */
195   rtx last_use;                 /* For a giv made from a biv increment, this is
196                                    a substitute for the lifetime information.  */
197 };
198
199
200 /* A `struct iv_class' is created for each biv.  */
201
202 struct iv_class
203 {
204   unsigned int regno;           /* Pseudo reg which is the biv.  */
205   int biv_count;                /* Number of insns setting this reg.  */
206   struct induction *biv;        /* List of all insns that set this reg.  */
207   int giv_count;                /* Number of DEST_REG givs computed from this
208                                    biv.  The resulting count is only used in
209                                    check_dbra_loop.  */
210   struct induction *giv;        /* List of all insns that compute a giv
211                                    from this reg.  */
212   int total_benefit;            /* Sum of BENEFITs of all those givs.  */
213   rtx initial_value;            /* Value of reg at loop start.  */
214   rtx initial_test;             /* Test performed on BIV before loop.  */
215   rtx final_value;              /* Value of reg at loop end, if known.  */
216   struct iv_class *next;        /* Links all class structures together.  */
217   rtx init_insn;                /* insn which initializes biv, 0 if none.  */
218   rtx init_set;                 /* SET of INIT_INSN, if any.  */
219   unsigned incremented : 1;     /* 1 if somewhere incremented/decremented */
220   unsigned eliminable : 1;      /* 1 if plausible candidate for
221                                    elimination.  */
222   unsigned nonneg : 1;          /* 1 if we added a REG_NONNEG note for
223                                    this.  */
224   unsigned reversed : 1;        /* 1 if we reversed the loop that this
225                                    biv controls.  */
226   unsigned all_reduced : 1;     /* 1 if all givs using this biv have
227                                    been reduced.  */
228 };
229
230
231 /* Definitions used by the basic induction variable discovery code.  */
232 enum iv_mode
233 {
234   UNKNOWN_INDUCT,
235   BASIC_INDUCT,
236   NOT_BASIC_INDUCT,
237   GENERAL_INDUCT
238 };
239
240
241 /* A `struct iv' is created for every register.  */
242
243 struct iv
244 {
245   enum iv_mode type;
246   union
247   {
248     struct iv_class *class;
249     struct induction *info;
250   } iv;
251 };
252
253
254 #define REG_IV_TYPE(ivs, n) ivs->regs[n].type
255 #define REG_IV_INFO(ivs, n) ivs->regs[n].iv.info
256 #define REG_IV_CLASS(ivs, n) ivs->regs[n].iv.class
257
258
259 struct loop_ivs
260 {
261   /* Indexed by register number, contains pointer to `struct
262      iv' if register is an induction variable.  */
263   struct iv *regs;
264
265   /* Size of regs array.  */
266   unsigned int n_regs;
267
268   /* The head of a list which links together (via the next field)
269      every iv class for the current loop.  */
270   struct iv_class *list;
271 };
272
273
274 typedef struct loop_mem_info
275 {
276   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
277   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
278   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
279 } loop_mem_info;
280
281
282
283 struct loop_reg
284 {
285   /* Number of times the reg is set during the loop being scanned.
286      During code motion, a negative value indicates a reg that has
287      been made a candidate; in particular -2 means that it is an
288      candidate that we know is equal to a constant and -1 means that
289      it is a candidate not known equal to a constant.  After code
290      motion, regs moved have 0 (which is accurate now) while the
291      failed candidates have the original number of times set.
292
293      Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
294      < 0 a conditionally invariant one.  */
295   int set_in_loop;
296
297   /* Original value of set_in_loop; same except that this value
298      is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
299      and not set to 0 for a reg that is moved.  */
300   int n_times_set;
301
302   /* Contains the insn in which a register was used if it was used
303      exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
304   rtx single_usage;
305
306   /* Nonzero indicates that the register cannot be moved or strength
307      reduced.  */
308   char may_not_optimize;
309
310   /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
311      This reduces the desire to move it out of another.  */
312   char moved_once;
313 };
314
315
316 struct loop_regs
317 {
318   int num;                      /* Number of regs used in table.  */
319   int size;                     /* Size of table.  */
320   struct loop_reg *array;       /* Register usage info. array.  */
321   int multiple_uses;            /* Nonzero if a reg has multiple uses.  */
322 };
323
324
325
326 struct loop_movables
327 {
328   /* Head of movable chain.  */
329   struct movable *head;
330   /* Last movable in chain.  */
331   struct movable *last;
332 };
333
334
335 /* Information pertaining to a loop.  */
336
337 struct loop_info
338 {
339   /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
340   int has_call;
341   /* Nonzero if there is a libcall in the current loop.  */
342   int has_libcall;
343   /* Nonzero if there is a non constant call in the current loop.  */
344   int has_nonconst_call;
345   /* Nonzero if there is a prefetch instruction in the current loop.  */
346   int has_prefetch;
347   /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
348      loop.  */
349   int has_volatile;
350   /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
351   int has_tablejump;
352   /* Nonzero if there are ways to leave the loop other than falling
353      off the end.  */
354   int has_multiple_exit_targets;
355   /* Nonzero if there is an indirect jump in the current function.  */
356   int has_indirect_jump;
357   /* Register or constant initial loop value.  */
358   rtx initial_value;
359   /* Register or constant value used for comparison test.  */
360   rtx comparison_value;
361   /* Register or constant approximate final value.  */
362   rtx final_value;
363   /* Register or constant initial loop value with term common to
364      final_value removed.  */
365   rtx initial_equiv_value;
366   /* Register or constant final loop value with term common to
367      initial_value removed.  */
368   rtx final_equiv_value;
369   /* Register corresponding to iteration variable.  */
370   rtx iteration_var;
371   /* Constant loop increment.  */
372   rtx increment;
373   enum rtx_code comparison_code;
374   /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number
375      could not be calculated.  Must be unsigned since the number of
376      iterations can be as high as 2^wordsize - 1.  For loops with a
377      wider iterator, this number will be zero if the number of loop
378      iterations is too large for an unsigned integer to hold.  */
379   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
380   int used_count_register;
381   /* The loop iterator induction variable.  */
382   struct iv_class *iv;
383   /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
384   rtx store_mems;
385   /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
386      cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
387      themselves.  In other words, if mems[i] is altered during
388      the loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to
389      it.  */
390   loop_mem_info *mems;
391   /* The index of the next available slot in MEMS.  */
392   int mems_idx;
393   /* The number of elements allocated in MEMS.  */
394   int mems_allocated;
395   /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current
396      loop.  This happens if the loop contains a call (in which case
397      `has_call' will also be set) or if we store into more than
398      NUM_STORES MEMs.  */
399   int unknown_address_altered;
400   /* The above doesn't count any readonly memory locations that are
401      stored.  This does.  */
402   int unknown_constant_address_altered;
403   /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
404   int num_mem_sets;
405   /* The insn where the first of these was found.  */
406   rtx first_loop_store_insn;
407   /* The chain of movable insns in loop.  */
408   struct loop_movables movables;
409   /* The registers used the in loop.  */
410   struct loop_regs regs;
411   /* The induction variable information in loop.  */
412   struct loop_ivs ivs;
413   /* Nonzero if call is in pre_header extended basic block.  */
414   int pre_header_has_call;
415 };
416
417 /* Not really meaningful values, but at least something.  */
418 #ifndef SIMULTANEOUS_PREFETCHES
419 #define SIMULTANEOUS_PREFETCHES 3
420 #endif
421 #ifndef PREFETCH_BLOCK
422 #define PREFETCH_BLOCK 32
423 #endif
424 #ifndef HAVE_prefetch
425 #define HAVE_prefetch 0
426 #define CODE_FOR_prefetch 0
427 #define gen_prefetch(a,b,c) (abort(), NULL_RTX)
428 #endif
429
430 /* Give up the prefetch optimizations once we exceed a given threshold.
431    It is unlikely that we would be able to optimize something in a loop
432    with so many detected prefetches.  */
433 #define MAX_PREFETCHES 100
434 /* The number of prefetch blocks that are beneficial to fetch at once before
435    a loop with a known (and low) iteration count.  */
436 #define PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX  6
437 /* For very tiny loops it is not worthwhile to prefetch even before the loop,
438    since it is likely that the data are already in the cache.  */
439 #define PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MIN  2
440
441 /* Parameterize some prefetch heuristics so they can be turned on and off
442    easily for performance testing on new architectures.  These can be
443    defined in target-dependent files.  */
444
445 /* Prefetch is worthwhile only when loads/stores are dense.  */
446 #ifndef PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM
447 #define PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM 1
448 #endif
449
450 /* Define what we mean by "dense" loads and stores; This value divided by 256
451    is the minimum percentage of memory references that worth prefetching.  */
452 #ifndef PREFETCH_DENSE_MEM
453 #define PREFETCH_DENSE_MEM 220
454 #endif
455
456 /* Do not prefetch for a loop whose iteration count is known to be low.  */
457 #ifndef PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT
458 #define PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT 1
459 #endif
460
461 /* Define what we mean by a "low" iteration count.  */
462 #ifndef PREFETCH_LOW_LOOPCNT
463 #define PREFETCH_LOW_LOOPCNT 32
464 #endif
465
466 /* Do not prefetch for a loop that contains a function call; such a loop is
467    probably not an internal loop.  */
468 #ifndef PREFETCH_NO_CALL
469 #define PREFETCH_NO_CALL 1
470 #endif
471
472 /* Do not prefetch accesses with an extreme stride.  */
473 #ifndef PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE
474 #define PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE 1
475 #endif
476
477 /* Define what we mean by an "extreme" stride.  */
478 #ifndef PREFETCH_EXTREME_STRIDE
479 #define PREFETCH_EXTREME_STRIDE 4096
480 #endif
481
482 /* Define a limit to how far apart indices can be and still be merged
483    into a single prefetch.  */
484 #ifndef PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE
485 #define PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE 4096
486 #endif
487
488 /* Issue prefetch instructions before the loop to fetch data to be used
489    in the first few loop iterations.  */
490 #ifndef PREFETCH_BEFORE_LOOP
491 #define PREFETCH_BEFORE_LOOP 1
492 #endif
493
494 /* Do not handle reversed order prefetches (negative stride).  */
495 #ifndef PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER
496 #define PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER 1
497 #endif
498
499 /* Prefetch even if the GIV is in conditional code.  */
500 #ifndef PREFETCH_CONDITIONAL
501 #define PREFETCH_CONDITIONAL 1
502 #endif
503
504 #define LOOP_REG_LIFETIME(LOOP, REGNO) \
505 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) - REGNO_FIRST_LUID (REGNO)))
506
507 #define LOOP_REG_GLOBAL_P(LOOP, REGNO) \
508 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) > INSN_LUID ((LOOP)->end) \
509  || REGNO_FIRST_LUID (REGNO) < INSN_LUID ((LOOP)->start)))
510
511 #define LOOP_REGNO_NREGS(REGNO, SET_DEST) \
512 ((REGNO) < FIRST_PSEUDO_REGISTER \
513  ? (int) hard_regno_nregs[(REGNO)][GET_MODE (SET_DEST)] : 1)
514
515
516 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
517    The luids are like uids but increase monotonically always.
518    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
519
520 static int *uid_luid;
521
522 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
523    number the insn is contained in.  */
524
525 static struct loop **uid_loop;
526
527 /* 1 + largest uid of any insn.  */
528
529 static int max_uid_for_loop;
530
531 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
532    next few tables.  */
533
534 static int max_loop_num;
535
536 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
537    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
538 static unsigned int max_reg_before_loop;
539
540 /* The value to pass to the next call of reg_scan_update.  */
541 static int loop_max_reg;
542 \f
543 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
544    is made to record all the movable insns found.
545    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
546
547 struct movable
548 {
549   rtx insn;                     /* A movable insn */
550   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
551   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
552   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
553                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
554   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
555                                    that must be moved with this one.  */
556   unsigned int regno;           /* The register it sets */
557   short lifetime;               /* lifetime of that register;
558                                    may be adjusted when matching movables
559                                    that load the same value are found.  */
560   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
561                                    including other movables that force this
562                                    or match this one.  */
563   ENUM_BITFIELD(machine_mode) savemode : 8;   /* Nonzero means it is a mode for
564                                    a low part that we should avoid changing when
565                                    clearing the rest of the reg.  */
566   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
567   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
568   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
569                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
570                    that the reg is live outside the range from where it is set
571                    to the following label.  */
572   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
573
574   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
575                                    In particular, moving it does not make it
576                                    invariant.  */
577   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
578                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
579   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
580                                     first insn of a consecutive sets group.  */
581   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
582   unsigned int insert_temp : 1;  /* 1 means we copy to a new pseudo and replace
583                                     the original insn with a copy from that
584                                     pseudo, rather than deleting it.  */
585   struct movable *match;        /* First entry for same value */
586   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
587   struct movable *next;
588 };
589
590
591 static FILE *loop_dump_stream;
592
593 /* Forward declarations.  */
594
595 static void invalidate_loops_containing_label (rtx);
596 static void find_and_verify_loops (rtx, struct loops *);
597 static void mark_loop_jump (rtx, struct loop *);
598 static void prescan_loop (struct loop *);
599 static int reg_in_basic_block_p (rtx, rtx);
600 static int consec_sets_invariant_p (const struct loop *, rtx, int, rtx);
601 static int labels_in_range_p (rtx, int);
602 static void count_one_set (struct loop_regs *, rtx, rtx, rtx *);
603 static void note_addr_stored (rtx, rtx, void *);
604 static void note_set_pseudo_multiple_uses (rtx, rtx, void *);
605 static int loop_reg_used_before_p (const struct loop *, rtx, rtx);
606 static rtx find_regs_nested (rtx, rtx);
607 static void scan_loop (struct loop*, int);
608 #if 0
609 static void replace_call_address (rtx, rtx, rtx);
610 #endif
611 static rtx skip_consec_insns (rtx, int);
612 static int libcall_benefit (rtx);
613 static rtx libcall_other_reg (rtx, rtx);
614 static void record_excess_regs (rtx, rtx, rtx *);
615 static void ignore_some_movables (struct loop_movables *);
616 static void force_movables (struct loop_movables *);
617 static void combine_movables (struct loop_movables *, struct loop_regs *);
618 static int num_unmoved_movables (const struct loop *);
619 static int regs_match_p (rtx, rtx, struct loop_movables *);
620 static int rtx_equal_for_loop_p (rtx, rtx, struct loop_movables *,
621                                  struct loop_regs *);
622 static void add_label_notes (rtx, rtx);
623 static void move_movables (struct loop *loop, struct loop_movables *, int,
624                            int);
625 static void loop_movables_add (struct loop_movables *, struct movable *);
626 static void loop_movables_free (struct loop_movables *);
627 static int count_nonfixed_reads (const struct loop *, rtx);
628 static void loop_bivs_find (struct loop *);
629 static void loop_bivs_init_find (struct loop *);
630 static void loop_bivs_check (struct loop *);
631 static void loop_givs_find (struct loop *);
632 static void loop_givs_check (struct loop *);
633 static int loop_biv_eliminable_p (struct loop *, struct iv_class *, int, int);
634 static int loop_giv_reduce_benefit (struct loop *, struct iv_class *,
635                                     struct induction *, rtx);
636 static void loop_givs_dead_check (struct loop *, struct iv_class *);
637 static void loop_givs_reduce (struct loop *, struct iv_class *);
638 static void loop_givs_rescan (struct loop *, struct iv_class *, rtx *);
639 static void loop_ivs_free (struct loop *);
640 static void strength_reduce (struct loop *, int);
641 static void find_single_use_in_loop (struct loop_regs *, rtx, rtx);
642 static int valid_initial_value_p (rtx, rtx, int, rtx);
643 static void find_mem_givs (const struct loop *, rtx, rtx, int, int);
644 static void record_biv (struct loop *, struct induction *, rtx, rtx, rtx,
645                         rtx, rtx *, int, int);
646 static void check_final_value (const struct loop *, struct induction *);
647 static void loop_ivs_dump (const struct loop *, FILE *, int);
648 static void loop_iv_class_dump (const struct iv_class *, FILE *, int);
649 static void loop_biv_dump (const struct induction *, FILE *, int);
650 static void loop_giv_dump (const struct induction *, FILE *, int);
651 static void record_giv (const struct loop *, struct induction *, rtx, rtx,
652                         rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, int,
653                         rtx *);
654 static void update_giv_derive (const struct loop *, rtx);
655 static void check_ext_dependent_givs (const struct loop *, struct iv_class *);
656 static int basic_induction_var (const struct loop *, rtx, enum machine_mode,
657                                 rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **);
658 static rtx simplify_giv_expr (const struct loop *, rtx, rtx *, int *);
659 static int general_induction_var (const struct loop *loop, rtx, rtx *, rtx *,
660                                   rtx *, rtx *, int, int *, enum machine_mode);
661 static int consec_sets_giv (const struct loop *, int, rtx, rtx, rtx, rtx *,
662                             rtx *, rtx *, rtx *);
663 static int check_dbra_loop (struct loop *, int);
664 static rtx express_from_1 (rtx, rtx, rtx);
665 static rtx combine_givs_p (struct induction *, struct induction *);
666 static int cmp_combine_givs_stats (const void *, const void *);
667 static void combine_givs (struct loop_regs *, struct iv_class *);
668 static int product_cheap_p (rtx, rtx);
669 static int maybe_eliminate_biv (const struct loop *, struct iv_class *, int,
670                                 int, int);
671 static int maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *, rtx, rtx,
672                                   struct iv_class *, int, basic_block, rtx);
673 static int last_use_this_basic_block (rtx, rtx);
674 static void record_initial (rtx, rtx, void *);
675 static void update_reg_last_use (rtx, rtx);
676 static rtx next_insn_in_loop (const struct loop *, rtx);
677 static void loop_regs_scan (const struct loop *, int);
678 static int count_insns_in_loop (const struct loop *);
679 static int find_mem_in_note_1 (rtx *, void *);
680 static rtx find_mem_in_note (rtx);
681 static void load_mems (const struct loop *);
682 static int insert_loop_mem (rtx *, void *);
683 static int replace_loop_mem (rtx *, void *);
684 static void replace_loop_mems (rtx, rtx, rtx, int);
685 static int replace_loop_reg (rtx *, void *);
686 static void replace_loop_regs (rtx insn, rtx, rtx);
687 static void note_reg_stored (rtx, rtx, void *);
688 static void try_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
689 static void try_swap_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
690 static rtx check_insn_for_givs (struct loop *, rtx, int, int);
691 static rtx check_insn_for_bivs (struct loop *, rtx, int, int);
692 static rtx gen_add_mult (rtx, rtx, rtx, rtx);
693 static void loop_regs_update (const struct loop *, rtx);
694 static int iv_add_mult_cost (rtx, rtx, rtx, rtx);
695 static int loop_invariant_p (const struct loop *, rtx);
696 static rtx loop_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
697 static void loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *, rtx, rtx, rtx,
698                                           rtx, basic_block, rtx);
699 static rtx loop_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
700                                   rtx, rtx);
701 static int loop_insn_first_p (rtx, rtx);
702 static rtx get_condition_for_loop (const struct loop *, rtx);
703 static void loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
704 static void loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
705 static rtx extend_value_for_giv (struct induction *, rtx);
706 static rtx loop_insn_sink (const struct loop *, rtx);
707
708 static rtx loop_insn_emit_after (const struct loop *, basic_block, rtx, rtx);
709 static rtx loop_call_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
710                                        rtx, rtx);
711 static rtx loop_call_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
712 static rtx loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *, rtx);
713
714 static void loop_dump_aux (const struct loop *, FILE *, int);
715 static void loop_delete_insns (rtx, rtx);
716 static HOST_WIDE_INT remove_constant_addition (rtx *);
717 static rtx gen_load_of_final_value (rtx, rtx);
718 void debug_ivs (const struct loop *);
719 void debug_iv_class (const struct iv_class *);
720 void debug_biv (const struct induction *);
721 void debug_giv (const struct induction *);
722 void debug_loop (const struct loop *);
723 void debug_loops (const struct loops *);
724
725 typedef struct loop_replace_args
726 {
727   rtx match;
728   rtx replacement;
729   rtx insn;
730 } loop_replace_args;
731
732 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
733 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
734   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
735    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
736    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
737
738 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
739 static int indirect_jump_in_function;
740 static int indirect_jump_in_function_p (rtx);
741
742 static int compute_luids (rtx, rtx, int);
743
744 static int biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *,
745                                              struct induction *, rtx);
746 \f
747 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
748    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
749 static int copy_cost;
750
751 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
752 static int reg_address_cost;
753
754 void
755 init_loop (void)
756 {
757   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
758
759   reg_address_cost = address_cost (reg, SImode);
760
761   copy_cost = COSTS_N_INSNS (1);
762 }
763 \f
764 /* Compute the mapping from uids to luids.
765    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
766    except that luids increase monotonically through the code.
767    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
768    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
769 static int
770 compute_luids (rtx start, rtx end, int prev_luid)
771 {
772   int i;
773   rtx insn;
774
775   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
776     {
777       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
778         continue;
779       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
780          luids between two insns is not affected by -g.  */
781       if (!NOTE_P (insn)
782           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
783         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
784       else
785         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
786         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
787     }
788   return i + 1;
789 }
790 \f
791 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
792    on the current function.  F is the first insn of the function
793    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
794    (or 0 if none should be output).  */
795
796 void
797 loop_optimize (rtx f, FILE *dumpfile, int flags)
798 {
799   rtx insn;
800   int i;
801   struct loops loops_data;
802   struct loops *loops = &loops_data;
803   struct loop_info *loops_info;
804
805   loop_dump_stream = dumpfile;
806
807   init_recog_no_volatile ();
808
809   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
810   loop_max_reg = max_reg_before_loop;
811
812   regs_may_share = 0;
813
814   /* Count the number of loops.  */
815
816   max_loop_num = 0;
817   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
818     {
819       if (NOTE_P (insn)
820           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
821         max_loop_num++;
822     }
823
824   /* Don't waste time if no loops.  */
825   if (max_loop_num == 0)
826     return;
827
828   loops->num = max_loop_num;
829
830   /* Get size to use for tables indexed by uids.
831      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
832   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
833
834   uid_luid = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (int));
835   uid_loop = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (struct loop *));
836
837   /* Allocate storage for array of loops.  */
838   loops->array = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop));
839
840   /* Find and process each loop.
841      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
842   find_and_verify_loops (f, loops);
843
844   /* Allocate and initialize auxiliary loop information.  */
845   loops_info = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop_info));
846   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
847     loops->array[i].aux = loops_info + i;
848
849   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
850      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
851      function.  */
852   reg_scan (f, max_reg_before_loop, 1);
853
854   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
855      will have entries in the register tables.
856
857      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
858      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
859   init_alias_analysis ();
860
861   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
862      one more that the maximum uid of all insn.  */
863   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
864     abort ();
865   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
866   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
867
868   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it
869      might have rearranged code afterwards, so we need to recompute
870      the luids now.  */
871   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
872
873   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
874      deleted.  It is possible that the first or last insn
875      using some register has been deleted by cross-jumping.
876      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
877      points to the general area where that insn used to be.  */
878   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
879     {
880       uid_luid[0] = uid_luid[i];
881       if (uid_luid[0] != 0)
882         break;
883     }
884   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
885     if (uid_luid[i] == 0)
886       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
887
888   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
889      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
890   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
891
892   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
893      before outer ones.  */
894   for (i = max_loop_num - 1; i >= 0; i--)
895     {
896       struct loop *loop = &loops->array[i];
897
898       if (! loop->invalid && loop->end)
899         {
900           scan_loop (loop, flags);
901           ggc_collect ();
902         }
903     }
904
905   end_alias_analysis ();
906
907   /* Clean up.  */
908   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
909     free (loops_info[i].mems);
910   
911   free (uid_luid);
912   free (uid_loop);
913   free (loops_info);
914   free (loops->array);
915 }
916 \f
917 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
918    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
919    respectively.  LOOP->TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
920    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
921    bottom.  */
922
923 static rtx
924 next_insn_in_loop (const struct loop *loop, rtx insn)
925 {
926   insn = NEXT_INSN (insn);
927
928   if (insn == loop->end)
929     {
930       if (loop->top)
931         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
932         insn = loop->top;
933       else
934         /* We're done.  */
935         insn = NULL_RTX;
936     }
937
938   if (insn == loop->scan_start)
939     /* We're done.  */
940     insn = NULL_RTX;
941
942   return insn;
943 }
944
945 /* Find any register references hidden inside X and add them to
946    the dependency list DEPS.  This is used to look inside CLOBBER (MEM
947    when checking whether a PARALLEL can be pulled out of a loop.  */
948
949 static rtx
950 find_regs_nested (rtx deps, rtx x)
951 {
952   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
953   if (code == REG)
954     deps = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, deps);
955   else
956     {
957       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
958       int i, j;
959       for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
960         {
961           if (fmt[i] == 'e')
962             deps = find_regs_nested (deps, XEXP (x, i));
963           else if (fmt[i] == 'E')
964             for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
965               deps = find_regs_nested (deps, XVECEXP (x, i, j));
966         }
967     }
968   return deps;
969 }
970
971 /* Optimize one loop described by LOOP.  */
972
973 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
974    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
975    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
976    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
977    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
978
979 static void
980 scan_loop (struct loop *loop, int flags)
981 {
982   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
983   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
984   int i;
985   rtx loop_start = loop->start;
986   rtx loop_end = loop->end;
987   rtx p;
988   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
989   int maybe_never = 0;
990   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
991      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
992   int call_passed = 0;
993   /* Number of insns in the loop.  */
994   int insn_count;
995   int tem;
996   rtx temp, update_start, update_end;
997   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
998   rtx set, set1;
999   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
1000   struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
1001   /* Ratio of extra register life span we can justify
1002      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
1003      since in that case saving an insn makes more difference
1004      and more registers are available.  */
1005   int threshold;
1006   int in_libcall;
1007
1008   loop->top = 0;
1009
1010   movables->head = 0;
1011   movables->last = 0;
1012
1013   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
1014      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
1015      that is too complex to duplicate in front of the loop.
1016
1017      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
1018      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
1019      (because we might have a loop executed only once that contains a
1020      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
1021      (in case we have a degenerate loop).
1022
1023      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
1024      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
1025      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
1026      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
1027      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
1028
1029   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
1030        p != loop_end
1031          && !LABEL_P (p) && ! INSN_P (p)
1032          && (!NOTE_P (p)
1033              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
1034                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
1035        p = NEXT_INSN (p))
1036     ;
1037
1038   loop->scan_start = p;
1039
1040   /* If loop end is the end of the current function, then emit a
1041      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set loop->sink to the dummy
1042      note insn.  This is the position we use when sinking insns out of
1043      the loop.  */
1044   if (NEXT_INSN (loop->end) != 0)
1045     loop->sink = NEXT_INSN (loop->end);
1046   else
1047     loop->sink = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop->end);
1048
1049   /* Set up variables describing this loop.  */
1050   prescan_loop (loop);
1051   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
1052
1053   /* If loop has a jump before the first label,
1054      the true entry is the target of that jump.
1055      Start scan from there.
1056      But record in LOOP->TOP the place where the end-test jumps
1057      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
1058   if (JUMP_P (p)
1059       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
1060       && any_uncondjump_p (p)
1061       && JUMP_LABEL (p) != 0
1062       /* Check to see whether the jump actually
1063          jumps out of the loop (meaning it's no loop).
1064          This case can happen for things like
1065          do {..} while (0).  If this label was generated previously
1066          by loop, we can't tell anything about it and have to reject
1067          the loop.  */
1068       && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, loop_end))
1069     {
1070       loop->top = next_label (loop->scan_start);
1071       loop->scan_start = JUMP_LABEL (p);
1072     }
1073
1074   /* If LOOP->SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
1075      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
1076      test may never be true, but it's best to play it safe.)
1077
1078      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
1079      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
1080      test above.  */
1081
1082   if (INSN_UID (loop->scan_start) >= max_uid_for_loop
1083       || !LABEL_P (loop->scan_start))
1084     {
1085       if (loop_dump_stream)
1086         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
1087                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end));
1088       return;
1089     }
1090
1091   /* Allocate extra space for REGs that might be created by load_mems.
1092      We allocate a little extra slop as well, in the hopes that we
1093      won't have to reallocate the regs array.  */
1094   loop_regs_scan (loop, loop_info->mems_idx + 16);
1095   insn_count = count_insns_in_loop (loop);
1096
1097   if (loop_dump_stream)
1098     fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
1099              INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end), insn_count);
1100
1101   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
1102      Set REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP negative for the reg I being set, so that
1103      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
1104      We consider whether subsequent insns use the reg
1105      in deciding whether it is worth actually moving.
1106
1107      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
1108      and therefore it is possible that the insns we are scanning
1109      would never be executed.  At such times, we must make sure
1110      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
1111      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
1112      so that is not a problem.  */
1113
1114   for (in_libcall = 0, p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
1115        p != NULL_RTX;
1116        p = next_insn_in_loop (loop, p))
1117     {
1118       if (in_libcall && INSN_P (p) && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1119         in_libcall--;
1120       if (NONJUMP_INSN_P (p))
1121         {
1122           temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
1123           if (temp)
1124             in_libcall++;
1125           if (! in_libcall
1126               && (set = single_set (p))
1127               && REG_P (SET_DEST (set))
1128 #ifdef PIC_OFFSET_TABLE_REG_CALL_CLOBBERED
1129               && SET_DEST (set) != pic_offset_table_rtx
1130 #endif
1131               && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
1132             {
1133               int tem1 = 0;
1134               int tem2 = 0;
1135               int move_insn = 0;
1136               int insert_temp = 0;
1137               rtx src = SET_SRC (set);
1138               rtx dependencies = 0;
1139
1140               /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a
1141                  REG_EQUIV note is given or if a REG_EQUAL note with a
1142                  constant operand is specified, use it as the source and
1143                  mark that we should move this insn by calling
1144                  emit_move_insn rather that duplicating the insn.
1145
1146                  Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL
1147                  note is present.  */
1148               temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1149               if (temp)
1150                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1151               else
1152                 {
1153                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1154                   if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1155                     src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1156                   if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1157                     {
1158                       src = XEXP (temp, 0);
1159                       /* A libcall block can use regs that don't appear in
1160                          the equivalent expression.  To move the libcall,
1161                          we must move those regs too.  */
1162                       dependencies = libcall_other_reg (p, src);
1163                     }
1164                 }
1165
1166               /* For parallels, add any possible uses to the dependencies, as
1167                  we can't move the insn without resolving them first.
1168                  MEMs inside CLOBBERs may also reference registers; these
1169                  count as implicit uses.  */
1170               if (GET_CODE (PATTERN (p)) == PARALLEL)
1171                 {
1172                   for (i = 0; i < XVECLEN (PATTERN (p), 0); i++)
1173                     {
1174                       rtx x = XVECEXP (PATTERN (p), 0, i);
1175                       if (GET_CODE (x) == USE)
1176                         dependencies
1177                           = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, XEXP (x, 0),
1178                                                dependencies);
1179                       else if (GET_CODE (x) == CLOBBER 
1180                                && MEM_P (XEXP (x, 0)))
1181                         dependencies = find_regs_nested (dependencies, 
1182                                                   XEXP (XEXP (x, 0), 0));
1183                     }
1184                 }
1185
1186               if (/* The register is used in basic blocks other
1187                       than the one where it is set (meaning that
1188                       something after this point in the loop might
1189                       depend on its value before the set).  */
1190                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
1191                    /* And the set is not guaranteed to be executed once
1192                       the loop starts, or the value before the set is
1193                       needed before the set occurs...
1194
1195                       ??? Note we have quadratic behavior here, mitigated
1196                       by the fact that the previous test will often fail for
1197                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
1198                       each time for register usage, we should build tables
1199                       of the register usage and use them here instead.  */
1200                    && (maybe_never
1201                        || loop_reg_used_before_p (loop, set, p)))
1202                 /* It is unsafe to move the set.  However, it may be OK to
1203                    move the source into a new pseudo, and substitute a
1204                    reg-to-reg copy for the original insn.
1205
1206                    This code used to consider it OK to move a set of a variable
1207                    which was not created by the user and not used in an exit
1208                    test.
1209                    That behavior is incorrect and was removed.  */
1210                 insert_temp = 1;
1211
1212               /* Don't try to optimize a MODE_CC set with a constant
1213                  source.  It probably will be combined with a conditional
1214                  jump.  */
1215               if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (set))) == MODE_CC
1216                   && CONSTANT_P (src))
1217                 ;
1218               /* Don't try to optimize a register that was made
1219                  by loop-optimization for an inner loop.
1220                  We don't know its life-span, so we can't compute
1221                  the benefit.  */
1222               else if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
1223                 ;
1224               /* Don't move the source and add a reg-to-reg copy:
1225                  - with -Os (this certainly increases size),
1226                  - if the mode doesn't support copy operations (obviously),
1227                  - if the source is already a reg (the motion will gain nothing),
1228                  - if the source is a legitimate constant (likewise).  */
1229               else if (insert_temp
1230                        && (optimize_size
1231                            || ! can_copy_p (GET_MODE (SET_SRC (set)))
1232                            || REG_P (SET_SRC (set))
1233                            || (CONSTANT_P (SET_SRC (set))
1234                                && LEGITIMATE_CONSTANT_P (SET_SRC (set)))))
1235                 ;
1236               else if ((tem = loop_invariant_p (loop, src))
1237                        && (dependencies == 0
1238                            || (tem2
1239                                = loop_invariant_p (loop, dependencies)) != 0)
1240                        && (regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop == 1
1241                            || (tem1
1242                                = consec_sets_invariant_p
1243                                (loop, SET_DEST (set),
1244                                 regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop,
1245                                 p)))
1246                        /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
1247                           can't move it unless it's guaranteed to be executed
1248                           once loop is entered.  Even a function call might
1249                           prevent the trap insn from being reached
1250                           (since it might exit!)  */
1251                        && ! ((maybe_never || call_passed)
1252                              && may_trap_p (src)))
1253                 {
1254                   struct movable *m;
1255                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1256
1257                   /* A potential lossage is where we have a case where two insns
1258                      can be combined as long as they are both in the loop, but
1259                      we move one of them outside the loop.  For large loops,
1260                      this can lose.  The most common case of this is the address
1261                      of a function being called.
1262
1263                      Therefore, if this register is marked as being used
1264                      exactly once if we are in a loop with calls
1265                      (a "large loop"), see if we can replace the usage of
1266                      this register with the source of this SET.  If we can,
1267                      delete this insn.
1268
1269                      Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
1270                      SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
1271
1272                   if (loop_info->has_call
1273                       && regs->array[regno].single_usage != 0
1274                       && regs->array[regno].single_usage != const0_rtx
1275                       && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
1276                       && (REGNO_LAST_UID (regno)
1277                           == INSN_UID (regs->array[regno].single_usage))
1278                       && regs->array[regno].set_in_loop == 1
1279                       && GET_CODE (SET_SRC (set)) != ASM_OPERANDS
1280                       && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
1281                       && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
1282                       && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
1283                           || (! (REG_P (SET_SRC (set))
1284                                  && (REGNO (SET_SRC (set))
1285                                      < FIRST_PSEUDO_REGISTER))))
1286                       && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER 
1287                       /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
1288                          a call-clobbered register and the life of REGNO
1289                          might span a call.  */
1290                       && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
1291                                                regs->array[regno].single_usage)
1292                       && no_labels_between_p (p,
1293                                               regs->array[regno].single_usage)
1294                       && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
1295                                                regs->array[regno].single_usage))
1296                     {
1297                       /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy
1298                          the new source, so that we don't get rtx sharing
1299                          between the SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
1300                       REG_NOTES (regs->array[regno].single_usage)
1301                         = (replace_rtx
1302                            (REG_NOTES (regs->array[regno].single_usage),
1303                             SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set))));
1304
1305                       delete_insn (p);
1306                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1307                            i++)
1308                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
1309                       continue;
1310                     }
1311
1312                   m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1313                   m->next = 0;
1314                   m->insn = p;
1315                   m->set_src = src;
1316                   m->dependencies = dependencies;
1317                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1318                   m->force = 0;
1319                   m->consec
1320                     = regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop - 1;
1321                   m->done = 0;
1322                   m->forces = 0;
1323                   m->partial = 0;
1324                   m->move_insn = move_insn;
1325                   m->move_insn_first = 0;
1326                   m->insert_temp = insert_temp;
1327                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1328                   m->savemode = VOIDmode;
1329                   m->regno = regno;
1330                   /* Set M->cond if either loop_invariant_p
1331                      or consec_sets_invariant_p returned 2
1332                      (only conditionally invariant).  */
1333                   m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
1334                   m->global =  LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno);
1335                   m->match = 0;
1336                   m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1337                   m->savings = regs->array[regno].n_times_set;
1338                   if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1339                     m->savings += libcall_benefit (p);
1340                   for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set)); i++)
1341                     regs->array[regno+i].set_in_loop = move_insn ? -2 : -1;
1342                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1343                   loop_movables_add (movables, m);
1344
1345                   if (m->consec > 0)
1346                     {
1347                       /* It is possible for the first instruction to have a
1348                          REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
1349                          remember the status of the first instruction in case
1350                          the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
1351                       m->move_insn_first = m->move_insn;
1352
1353                       /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
1354                       p = next_nonnote_insn (p);
1355                       /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
1356                       p = skip_consec_insns (p, m->consec);
1357                       /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
1358                       p = prev_nonnote_insn (p);
1359
1360                       /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and
1361                          possibly m->set_src to correspond to the effects of
1362                          all the insns.  */
1363                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1364                       if (temp)
1365                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1366                       else
1367                         {
1368                           temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1369                           if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1370                             m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1371                           else
1372                             m->move_insn = 0;
1373
1374                         }
1375                       m->is_equiv
1376                         = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1377                     }
1378                 }
1379               /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1380                  or set to zero, then its high bytes are constant.
1381                  So clear them outside the loop and within the loop
1382                  just load the low bytes.
1383                  We must check that the machine has an instruction to do so.
1384                  Also, if the value loaded into the register
1385                  depends on the same register, this cannot be done.  */
1386               else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1387                        && NONJUMP_INSN_P (NEXT_INSN (p))
1388                        && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1389                        && GET_CODE (set1) == SET
1390                        && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1391                        && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1392                        && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1393                            == SET_DEST (set))
1394                        && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1395                 {
1396                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1397                   if (regs->array[regno].set_in_loop == 2)
1398                     {
1399                       struct movable *m;
1400                       m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1401                       m->next = 0;
1402                       m->insn = p;
1403                       m->set_dest = SET_DEST (set);
1404                       m->dependencies = 0;
1405                       m->force = 0;
1406                       m->consec = 0;
1407                       m->done = 0;
1408                       m->forces = 0;
1409                       m->move_insn = 0;
1410                       m->move_insn_first = 0;
1411                       m->insert_temp = insert_temp;
1412                       m->partial = 1;
1413                       /* If the insn may not be executed on some cycles,
1414                          we can't clear the whole reg; clear just high part.
1415                          Not even if the reg is used only within this loop.
1416                          Consider this:
1417                          while (1)
1418                            while (s != t) {
1419                              if (foo ()) x = *s;
1420                              use (x);
1421                            }
1422                          Clearing x before the inner loop could clobber a value
1423                          being saved from the last time around the outer loop.
1424                          However, if the reg is not used outside this loop
1425                          and all uses of the register are in the same
1426                          basic block as the store, there is no problem.
1427
1428                          If this insn was made by loop, we don't know its
1429                          INSN_LUID and hence must make a conservative
1430                          assumption.  */
1431                       m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1432                                    || LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno)
1433                                    || (labels_in_range_p
1434                                        (p, REGNO_FIRST_LUID (regno))));
1435                       if (maybe_never && m->global)
1436                         m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1437                       else
1438                         m->savemode = VOIDmode;
1439                       m->regno = regno;
1440                       m->cond = 0;
1441                       m->match = 0;
1442                       m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1443                       m->savings = 1;
1444                       for (i = 0;
1445                            i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1446                            i++)
1447                         regs->array[regno+i].set_in_loop = -1;
1448                       /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1449                       loop_movables_add (movables, m);
1450                     }
1451                 }
1452             }
1453         }
1454       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1455          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1456          Constant and pure call insns always return, so they don't count.  */
1457       else if (CALL_P (p) && ! CONST_OR_PURE_CALL_P (p))
1458         call_passed = 1;
1459       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1460          can't count on whether or how many times they will be
1461          executed during each iteration.  Therefore, we can
1462          only move out sets of trivial variables
1463          (those not used after the loop).  */
1464       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1465       else if ((LABEL_P (p) || JUMP_P (p))
1466                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1467                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1468                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1469                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1470                   followed by a barrier then the loop_end.  */
1471                && ! (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == loop->top
1472                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end
1473                      && any_uncondjump_p (p)))
1474         maybe_never = 1;
1475     }
1476
1477   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1478
1479   ignore_some_movables (movables);
1480
1481   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1482      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1483      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1484      since the second can be moved only if the first is.  */
1485
1486   force_movables (movables);
1487
1488   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1489      If there are, make all but the first point at the first one
1490      through the `match' field, and add the priorities of them
1491      all together as the priority of the first.  */
1492
1493   combine_movables (movables, regs);
1494
1495   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1496      Store 0 in regs->array[I].set_in_loop for each reg I that is moved.
1497
1498      For machines with few registers this increases code size, so do not
1499      move moveables when optimizing for code size on such machines.
1500      (The 18 below is the value for i386.)  */
1501
1502   if (!optimize_size
1503       || (reg_class_size[GENERAL_REGS] > 18 && !loop_info->has_call))
1504     {
1505       move_movables (loop, movables, threshold, insn_count);
1506
1507       /* Recalculate regs->array if move_movables has created new
1508          registers.  */
1509       if (max_reg_num () > regs->num)
1510         {
1511           loop_regs_scan (loop, 0);
1512           for (update_start = loop_start;
1513                PREV_INSN (update_start)
1514                && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1515                update_start = PREV_INSN (update_start))
1516             ;
1517           update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1518
1519           reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1520           loop_max_reg = max_reg_num ();
1521         }
1522     }
1523
1524   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1525      Change regs->array[I].set_in_loop to indicate that those are not actually
1526      invariant.  */
1527   for (i = 0; i < regs->num; i++)
1528     if (regs->array[i].set_in_loop < 0)
1529       regs->array[i].set_in_loop = regs->array[i].n_times_set;
1530
1531   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1532      hoist even more memory references.  */
1533   load_mems (loop);
1534
1535   /* Recalculate regs->array if load_mems has created new registers.  */
1536   if (max_reg_num () > regs->num)
1537     loop_regs_scan (loop, 0);
1538
1539   for (update_start = loop_start;
1540        PREV_INSN (update_start)
1541          && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1542        update_start = PREV_INSN (update_start))
1543     ;
1544   update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1545
1546   reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1547   loop_max_reg = max_reg_num ();
1548
1549   if (flag_strength_reduce)
1550     {
1551       if (update_end && LABEL_P (update_end))
1552         /* Ensure our label doesn't go away.  */
1553         LABEL_NUSES (update_end)++;
1554
1555       strength_reduce (loop, flags);
1556
1557       reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1558       loop_max_reg = max_reg_num ();
1559
1560       if (update_end && LABEL_P (update_end)
1561           && --LABEL_NUSES (update_end) == 0)
1562         delete_related_insns (update_end);
1563     }
1564
1565
1566   /* The movable information is required for strength reduction.  */
1567   loop_movables_free (movables);
1568
1569   free (regs->array);
1570   regs->array = 0;
1571   regs->num = 0;
1572 }
1573 \f
1574 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1575    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1576
1577 static void
1578 record_excess_regs (rtx in_this, rtx not_in_this, rtx *output)
1579 {
1580   enum rtx_code code;
1581   const char *fmt;
1582   int i;
1583
1584   code = GET_CODE (in_this);
1585
1586   switch (code)
1587     {
1588     case PC:
1589     case CC0:
1590     case CONST_INT:
1591     case CONST_DOUBLE:
1592     case CONST:
1593     case SYMBOL_REF:
1594     case LABEL_REF:
1595       return;
1596
1597     case REG:
1598       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1599           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1600         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1601       return;
1602
1603     default:
1604       break;
1605     }
1606
1607   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1608   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1609     {
1610       int j;
1611
1612       switch (fmt[i])
1613         {
1614         case 'E':
1615           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1616             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1617           break;
1618
1619         case 'e':
1620           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1621           break;
1622         }
1623     }
1624 }
1625 \f
1626 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1627    aside from those mentioned in the equivalent value.
1628    If there are none, return 0.
1629    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1630
1631 static rtx
1632 libcall_other_reg (rtx insn, rtx equiv)
1633 {
1634   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1635   rtx p = XEXP (note, 0);
1636   rtx output = 0;
1637
1638   /* First, find all the regs used in the libcall block
1639      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1640
1641   while (p != insn)
1642     {
1643       if (INSN_P (p))
1644         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1645       p = NEXT_INSN (p);
1646     }
1647
1648   return output;
1649 }
1650 \f
1651 /* Return 1 if all uses of REG
1652    are between INSN and the end of the basic block.  */
1653
1654 static int
1655 reg_in_basic_block_p (rtx insn, rtx reg)
1656 {
1657   int regno = REGNO (reg);
1658   rtx p;
1659
1660   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1661     return 0;
1662
1663   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1664   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1665     {
1666       switch (GET_CODE (p))
1667         {
1668         case NOTE:
1669           break;
1670
1671         case INSN:
1672         case CALL_INSN:
1673           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1674           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1675             return 1;
1676           break;
1677
1678         case JUMP_INSN:
1679           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1680           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1681             return 1;
1682           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1683           return 0;
1684
1685         case CODE_LABEL:
1686         case BARRIER:
1687           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1688           return 0;
1689
1690         default:
1691           break;
1692         }
1693     }
1694
1695   /* The "last use" that was recorded can't be found after the first
1696      use.  This can happen when the last use was deleted while
1697      processing an inner loop, this inner loop was then completely
1698      unrolled, and the outer loop is always exited after the inner loop,
1699      so that everything after the first use becomes a single basic block.  */
1700   return 1;
1701 }
1702 \f
1703 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1704    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1705    value directly or can contain a library call.  */
1706
1707 static int
1708 libcall_benefit (rtx last)
1709 {
1710   rtx insn;
1711   int benefit = 0;
1712
1713   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1714        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1715     {
1716       if (CALL_P (insn))
1717         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1718                                    routine.  */
1719       else if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1720                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1721                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1722         benefit++;
1723     }
1724
1725   return benefit;
1726 }
1727 \f
1728 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1729
1730 static rtx
1731 skip_consec_insns (rtx insn, int count)
1732 {
1733   for (; count > 0; count--)
1734     {
1735       rtx temp;
1736
1737       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1738       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1739          be an insn here.  */
1740       if (!NOTE_P (insn)
1741           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1742         insn = XEXP (temp, 0);
1743
1744       do
1745         insn = NEXT_INSN (insn);
1746       while (NOTE_P (insn));
1747     }
1748
1749   return insn;
1750 }
1751
1752 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1753    which is part of another movable.
1754    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1755    was made later and so appears later on the chain.  */
1756
1757 static void
1758 ignore_some_movables (struct loop_movables *movables)
1759 {
1760   struct movable *m, *m1;
1761
1762   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1763     {
1764       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1765       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1766       if (note)
1767         {
1768           rtx insn;
1769           /* Check for earlier movables inside that range,
1770              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1771              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1772              Rather than reject all such insns from movables, we just
1773              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1774              libcalls aren't that common).  */
1775           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1776             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1777               if (m1->insn == insn)
1778                 m1->done = 1;
1779         }
1780     }
1781 }
1782
1783 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1784    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1785    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1786    since the second can be moved only if the first is.  */
1787
1788 static void
1789 force_movables (struct loop_movables *movables)
1790 {
1791   struct movable *m, *m1;
1792
1793   for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
1794     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1795     if (!m1->partial && !m1->done)
1796       {
1797         int regno = m1->regno;
1798         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1799           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1800              register of M1 to be used after this insn?
1801              Since CSE does not update regno_last_uid,
1802              this insn M->insn might not be where it dies.
1803              But very likely this doesn't matter; what matters is
1804              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1805           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1806               && !m->done)
1807             break;
1808         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1809             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1810             && m->consec == 0)
1811           m = 0;
1812
1813         /* Increase the priority of the moving the first insn
1814            since it permits the second to be moved as well.
1815            Likewise for insns already forced by the first insn.  */
1816         if (m != 0)
1817           {
1818             struct movable *m2;
1819
1820             m->forces = m1;
1821             for (m2 = m1; m2; m2 = m2->forces)
1822               {
1823                 m2->lifetime += m->lifetime;
1824                 m2->savings += m->savings;
1825               }
1826           }
1827       }
1828 }
1829 \f
1830 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1831    one register.  */
1832
1833 static void
1834 combine_movables (struct loop_movables *movables, struct loop_regs *regs)
1835 {
1836   struct movable *m;
1837   char *matched_regs = xmalloc (regs->num);
1838   enum machine_mode mode;
1839
1840   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1841      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1842   /* Only pseudo registers are allowed to match or be matched,
1843      since move_movables does not validate the change.  */
1844   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1845
1846   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1847     if (m->match == 0 && regs->array[m->regno].n_times_set == 1
1848         && m->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1849         && !m->insert_temp
1850         && !m->partial)
1851       {
1852         struct movable *m1;
1853         int regno = m->regno;
1854
1855         memset (matched_regs, 0, regs->num);
1856         matched_regs[regno] = 1;
1857
1858         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1859            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1860         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1861           if (m != m1 && m1->match == 0
1862               && !m1->insert_temp
1863               && regs->array[m1->regno].n_times_set == 1
1864               && m1->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1865               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1866               && !m1->global
1867               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1868               && !m1->partial
1869               && (matched_regs[m1->regno]
1870                   ||
1871                   (
1872                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1873                       same constant only if the modes are the same or
1874                       if both are integer modes with M wider or the same
1875                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1876                       safe, since the only case of differing destination
1877                       modes with equal sources is when both sources are
1878                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1879                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1880                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1881                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1882                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1883                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1884                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1885                    && ((REG_P (m1->set_src)
1886                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1887                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1888                                                 movables, regs))))
1889               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1890                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1891             {
1892               m->lifetime += m1->lifetime;
1893               m->savings += m1->savings;
1894               m1->done = 1;
1895               m1->match = m;
1896               matched_regs[m1->regno] = 1;
1897             }
1898       }
1899
1900   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1901      This can be done for those not marked `global'
1902      provided their lives don't overlap.  */
1903
1904   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1905        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1906     {
1907       struct movable *m0 = 0;
1908
1909       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1910          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1911       for (m = movables->head; m; m = m->next)
1912         if (m->partial && ! m->global
1913             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1914           {
1915             struct movable *m1;
1916
1917             int first = REGNO_FIRST_LUID (m->regno);
1918             int last = REGNO_LAST_LUID (m->regno);
1919
1920             if (m0 == 0)
1921               {
1922                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1923                 m0 = m;
1924                 continue;
1925               }
1926
1927             /* Make sure they extend to the same mode.
1928                (Almost always true.)  */
1929             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1930               continue;
1931
1932             /* We already have one: check for overlap with those
1933                already combined together.  */
1934             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1935               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1936                 if (! (REGNO_FIRST_LUID (m1->regno) > last
1937                        || REGNO_LAST_LUID (m1->regno) < first))
1938                   goto overlap;
1939
1940             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1941             m0->lifetime += m->lifetime;
1942             m0->savings += m->savings;
1943             m->done = 1;
1944             m->match = m0;
1945
1946           overlap:
1947             ;
1948           }
1949     }
1950
1951   /* Clean up.  */
1952   free (matched_regs);
1953 }
1954
1955 /* Returns the number of movable instructions in LOOP that were not
1956    moved outside the loop.  */
1957
1958 static int
1959 num_unmoved_movables (const struct loop *loop)
1960 {
1961   int num = 0;
1962   struct movable *m;
1963
1964   for (m = LOOP_MOVABLES (loop)->head; m; m = m->next)
1965     if (!m->done)
1966       ++num;
1967
1968   return num;
1969 }
1970
1971 \f
1972 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1973
1974 static int
1975 regs_match_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables)
1976 {
1977   unsigned int xn = REGNO (x);
1978   unsigned int yn = REGNO (y);
1979   struct movable *mx, *my;
1980
1981   for (mx = movables->head; mx; mx = mx->next)
1982     if (mx->regno == xn)
1983       break;
1984
1985   for (my = movables->head; my; my = my->next)
1986     if (my->regno == yn)
1987       break;
1988
1989   return (mx && my
1990           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1991               || mx->match == my
1992               || mx == my->match));
1993 }
1994
1995 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1996    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1997
1998    If two registers are matching movables or a movable register and an
1999    equivalent constant, consider them equal.  */
2000
2001 static int
2002 rtx_equal_for_loop_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables,
2003                       struct loop_regs *regs)
2004 {
2005   int i;
2006   int j;
2007   struct movable *m;
2008   enum rtx_code code;
2009   const char *fmt;
2010
2011   if (x == y)
2012     return 1;
2013   if (x == 0 || y == 0)
2014     return 0;
2015
2016   code = GET_CODE (x);
2017
2018   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
2019      equal.  */
2020   if (REG_P (x) && regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == -2
2021       && CONSTANT_P (y))
2022     {
2023       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2024         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
2025             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
2026           return 1;
2027     }
2028   else if (REG_P (y) && regs->array[REGNO (y)].set_in_loop == -2
2029            && CONSTANT_P (x))
2030     {
2031       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2032         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
2033             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
2034           return 1;
2035     }
2036
2037   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
2038   if (code != GET_CODE (y))
2039     return 0;
2040
2041   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
2042      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
2043
2044   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
2045     return 0;
2046
2047   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
2048   if (code == REG)
2049     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
2050
2051   if (code == LABEL_REF)
2052     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
2053   if (code == SYMBOL_REF)
2054     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
2055
2056   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
2057      fail to match, return 0 for the whole things.  */
2058
2059   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2060   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2061     {
2062       switch (fmt[i])
2063         {
2064         case 'w':
2065           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
2066             return 0;
2067           break;
2068
2069         case 'i':
2070           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
2071             return 0;
2072           break;
2073
2074         case 'E':
2075           /* Two vectors must have the same length.  */
2076           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
2077             return 0;
2078
2079           /* And the corresponding elements must match.  */
2080           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2081             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j),
2082                                       movables, regs) == 0)
2083               return 0;
2084           break;
2085
2086         case 'e':
2087           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables, regs)
2088               == 0)
2089             return 0;
2090           break;
2091
2092         case 's':
2093           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
2094             return 0;
2095           break;
2096
2097         case 'u':
2098           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
2099           break;
2100
2101         case '0':
2102           break;
2103
2104           /* It is believed that rtx's at this level will never
2105              contain anything but integers and other rtx's,
2106              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
2107         default:
2108           abort ();
2109         }
2110     }
2111   return 1;
2112 }
2113 \f
2114 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
2115    insns in INSNS which use the reference.  LABEL_NUSES for CODE_LABEL
2116    references is incremented once for each added note.  */
2117
2118 static void
2119 add_label_notes (rtx x, rtx insns)
2120 {
2121   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2122   int i, j;
2123   const char *fmt;
2124   rtx insn;
2125
2126   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2127     {
2128       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2129          avoid flow generating (slightly) worse code.
2130
2131          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2132          mark_jump_label for additional information).  */
2133       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2134         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
2135           {
2136             REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
2137                                                   REG_NOTES (insn));
2138             if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
2139               LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
2140           }
2141     }
2142
2143   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2144   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2145     {
2146       if (fmt[i] == 'e')
2147         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
2148       else if (fmt[i] == 'E')
2149         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2150           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
2151     }
2152 }
2153 \f
2154 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
2155    If two matching movables are combined, replace one reg with the
2156    other throughout.  */
2157
2158 static void
2159 move_movables (struct loop *loop, struct loop_movables *movables,
2160                int threshold, int insn_count)
2161 {
2162   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
2163   int nregs = regs->num;
2164   rtx new_start = 0;
2165   struct movable *m;
2166   rtx p;
2167   rtx loop_start = loop->start;
2168   rtx loop_end = loop->end;
2169   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
2170      when we move several insns that load the same value
2171      into different pseudo-registers.  */
2172   rtx *reg_map = xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
2173   char *already_moved = xcalloc (nregs, sizeof (char));
2174
2175   for (m = movables->head; m; m = m->next)
2176     {
2177       /* Describe this movable insn.  */
2178
2179       if (loop_dump_stream)
2180         {
2181           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
2182                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
2183           if (m->consec > 0)
2184             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
2185           if (m->cond)
2186             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
2187           if (m->force)
2188             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
2189           if (m->global)
2190             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
2191           if (m->done)
2192             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
2193           if (m->move_insn)
2194             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
2195           if (m->match)
2196             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
2197                      INSN_UID (m->match->insn));
2198           if (m->forces)
2199             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
2200                      INSN_UID (m->forces->insn));
2201         }
2202
2203       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
2204          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
2205
2206       if (!m->done
2207           && (! m->cond
2208               || (1 == loop_invariant_p (loop, m->set_src)
2209                   && (m->dependencies == 0
2210                       || 1 == loop_invariant_p (loop, m->dependencies))
2211                   && (m->consec == 0
2212                       || 1 == consec_sets_invariant_p (loop, m->set_dest,
2213                                                        m->consec + 1,
2214                                                        m->insn))))
2215           && (! m->forces || m->forces->done))
2216         {
2217           int regno;
2218           rtx p;
2219           int savings = m->savings;
2220
2221           /* We have an insn that is safe to move.
2222              Compute its desirability.  */
2223
2224           p = m->insn;
2225           regno = m->regno;
2226
2227           if (loop_dump_stream)
2228             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
2229
2230           if (regs->array[regno].moved_once && loop_dump_stream)
2231             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
2232
2233           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
2234              which is safe only if this one is moved too: that is,
2235              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
2236
2237           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
2238              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
2239              If it's not desirable, it means the loop is so big
2240              that moving won't speed things up much,
2241              and it is liable to make register usage worse.  */
2242
2243           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
2244              extra cost because something else was already moved.  */
2245
2246           if (already_moved[regno]
2247               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
2248                  (regs->array[regno].moved_once ? insn_count * 2 : insn_count)
2249               || (m->forces && m->forces->done
2250                   && regs->array[m->forces->regno].n_times_set == 1))
2251             {
2252               int count;
2253               struct movable *m1;
2254               rtx first = NULL_RTX;
2255               rtx newreg = NULL_RTX;
2256
2257               if (m->insert_temp)
2258                 newreg = gen_reg_rtx (GET_MODE (m->set_dest));
2259
2260               /* Now move the insns that set the reg.  */
2261
2262               if (m->partial && m->match)
2263                 {
2264                   rtx newpat, i1;
2265                   rtx r1, r2;
2266                   /* Find the end of this chain of matching regs.
2267                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
2268                      And that reg is loaded with 0 directly,
2269                      since it has ->match == 0.  */
2270                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
2271                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
2272                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
2273                   i1 = loop_insn_hoist (loop, newpat);
2274
2275                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
2276                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
2277                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
2278                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
2279                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
2280                   regs_may_share
2281                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
2282                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
2283                                                             regs_may_share));
2284                   delete_insn (m->insn);
2285
2286                   if (new_start == 0)
2287                     new_start = i1;
2288
2289                   if (loop_dump_stream)
2290                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2291                 }
2292               /* If we are to re-generate the item being moved with a
2293                  new move insn, first delete what we have and then emit
2294                  the move insn before the loop.  */
2295               else if (m->move_insn)
2296                 {
2297                   rtx i1, temp, seq;
2298
2299                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2300                     {
2301                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
2302                          something is very wrong.  */
2303                       if (!NOTE_P (p)
2304                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2305                         abort ();
2306
2307                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
2308                          delete every insn in the sequence except the last.
2309                          The last insn is handled in the normal manner.  */
2310                       if (!NOTE_P (p)
2311                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2312                         {
2313                           temp = XEXP (temp, 0);
2314                           while (temp != p)
2315                             temp = delete_insn (temp);
2316                         }
2317
2318                       temp = p;
2319                       p = delete_insn (p);
2320
2321                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2322                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2323                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2324                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2325                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2326                          insn stream.  */
2327                       while (p && NOTE_P (p))
2328                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2329
2330                       if (m->insert_temp)
2331                         {
2332                           /* Replace the original insn with a move from
2333                              our newly created temp.  */
2334                           start_sequence ();
2335                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2336                           seq = get_insns ();
2337                           end_sequence ();
2338                           emit_insn_before (seq, p);
2339                         }
2340                     }
2341
2342                   start_sequence ();
2343                   emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2344                                   m->set_src);
2345                   seq = get_insns ();
2346                   end_sequence ();
2347
2348                   add_label_notes (m->set_src, seq);
2349
2350                   i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2351                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2352                     set_unique_reg_note (i1,
2353                                          m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
2354                                          m->set_src);
2355
2356                   if (loop_dump_stream)
2357                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2358
2359                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2360                   threshold -= 3;
2361                 }
2362               else
2363                 {
2364                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2365                     {
2366                       rtx i1, temp;
2367
2368                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
2369                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
2370                          be an insn here.  */
2371                       if (!NOTE_P (p)
2372                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2373                         p = XEXP (temp, 0);
2374
2375                       /* If last insn of libcall sequence, move all
2376                          insns except the last before the loop.  The last
2377                          insn is handled in the normal manner.  */
2378                       if (!NOTE_P (p)
2379                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2380                         {
2381                           rtx fn_address = 0;
2382                           rtx fn_reg = 0;
2383                           rtx fn_address_insn = 0;
2384
2385                           first = 0;
2386                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
2387                                temp = NEXT_INSN (temp))
2388                             {
2389                               rtx body;
2390                               rtx n;
2391                               rtx next;
2392
2393                               if (NOTE_P (temp))
2394                                 continue;
2395
2396                               body = PATTERN (temp);
2397
2398                               /* Find the next insn after TEMP,
2399                                  not counting USE or NOTE insns.  */
2400                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
2401                                    next = NEXT_INSN (next))
2402                                 if (! (NONJUMP_INSN_P (next)
2403                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
2404                                     && !NOTE_P (next))
2405                                   break;
2406
2407                               /* If that is the call, this may be the insn
2408                                  that loads the function address.
2409
2410                                  Extract the function address from the insn
2411                                  that loads it into a register.
2412                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
2413
2414                                  So emit a new move insn that copies the
2415                                  function address into the register that the
2416                                  call insn will use.  flow.c will delete any
2417                                  redundant stores that we have created.  */
2418                               if (CALL_P (next)
2419                                   && GET_CODE (body) == SET
2420                                   && REG_P (SET_DEST (body))
2421                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
2422                                                          NULL_RTX)))
2423                                 {
2424                                   fn_reg = SET_SRC (body);
2425                                   if (!REG_P (fn_reg))
2426                                     fn_reg = SET_DEST (body);
2427                                   fn_address = XEXP (n, 0);
2428                                   fn_address_insn = temp;
2429                                 }
2430                               /* We have the call insn.
2431                                  If it uses the register we suspect it might,
2432                                  load it with the correct address directly.  */
2433                               if (CALL_P (temp)
2434                                   && fn_address != 0
2435                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2436                                 loop_insn_emit_after (loop, 0, fn_address_insn,
2437                                                       gen_move_insn
2438                                                       (fn_reg, fn_address));
2439
2440                               if (CALL_P (temp))
2441                                 {
2442                                   i1 = loop_call_insn_hoist (loop, body);
2443                                   /* Because the USAGE information potentially
2444                                      contains objects other than hard registers
2445                                      we need to copy it.  */
2446                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2447                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2448                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2449                                 }
2450                               else
2451                                 i1 = loop_insn_hoist (loop, body);
2452                               if (first == 0)
2453                                 first = i1;
2454                               if (temp == fn_address_insn)
2455                                 fn_address_insn = i1;
2456                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2457                               REG_NOTES (temp) = NULL;
2458                               delete_insn (temp);
2459                             }
2460                           if (new_start == 0)
2461                             new_start = first;
2462                         }
2463                       if (m->savemode != VOIDmode)
2464                         {
2465                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2466                              the bits that are not covered by the mode
2467                              m->savemode.  */
2468                           rtx reg = m->set_dest;
2469                           rtx sequence;
2470                           rtx tem;
2471
2472                           start_sequence ();
2473                           tem = expand_simple_binop
2474                             (GET_MODE (reg), AND, reg,
2475                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2476                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2477                                       - 1),
2478                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2479                           if (tem == 0)
2480                             abort ();
2481                           if (tem != reg)
2482                             emit_move_insn (reg, tem);
2483                           sequence = get_insns ();
2484                           end_sequence ();
2485                           i1 = loop_insn_hoist (loop, sequence);
2486                         }
2487                       else if (CALL_P (p))
2488                         {
2489                           i1 = loop_call_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2490                           /* Because the USAGE information potentially
2491                              contains objects other than hard registers
2492                              we need to copy it.  */
2493                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2494                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2495                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2496                         }
2497                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2498                         {
2499                           rtx seq;
2500                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2501                              use the REG_EQUAL note.  */
2502                           start_sequence ();
2503                           emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2504                                           m->set_src);
2505                           seq = get_insns ();
2506                           end_sequence ();
2507
2508                           add_label_notes (m->set_src, seq);
2509
2510                           i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2511                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2512                             set_unique_reg_note (i1, m->is_equiv ? REG_EQUIV
2513                                                      : REG_EQUAL, m->set_src);
2514                         }
2515                       else if (m->insert_temp)
2516                         {
2517                           rtx *reg_map2 = xcalloc (REGNO (newreg),
2518                                                    sizeof(rtx));
2519                           reg_map2 [m->regno] = newreg;
2520
2521                           i1 = loop_insn_hoist (loop, copy_rtx (PATTERN (p)));
2522                           replace_regs (i1, reg_map2, REGNO (newreg), 1);
2523                           free (reg_map2);
2524                         }
2525                       else
2526                         i1 = loop_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2527
2528                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2529                         {
2530                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2531                           REG_NOTES (p) = NULL;
2532
2533                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2534                              is not loop invariant, then delete it, since it
2535                              may cause problems with later optimization passes.
2536                              It is possible for cse to create such notes
2537                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2538
2539                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2540                               && ! loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0)))
2541                             remove_note (i1, temp);
2542                         }
2543
2544                       if (new_start == 0)
2545                         new_start = i1;
2546
2547                       if (loop_dump_stream)
2548                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2549                                  INSN_UID (i1));
2550
2551                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2552                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2553                          and REG_RETVAL on I1.  */
2554                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2555                         {
2556                           XEXP (temp, 0) = first;
2557                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2558                           XEXP (temp, 0) = i1;
2559                         }
2560
2561                       temp = p;
2562                       delete_insn (p);
2563                       p = NEXT_INSN (p);
2564
2565                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2566                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2567                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2568                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2569                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2570                          insn stream.  */
2571                       while (p && NOTE_P (p))
2572                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2573
2574                       if (m->insert_temp)
2575                         {
2576                           rtx seq;
2577                           /* Replace the original insn with a move from
2578                              our newly created temp.  */
2579                           start_sequence ();
2580                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2581                           seq = get_insns ();
2582                           end_sequence ();
2583                           emit_insn_before (seq, p);
2584                         }
2585                     }
2586
2587                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2588                   threshold -= 3;
2589                 }
2590
2591               m->done = 1;
2592
2593               if (!m->insert_temp)
2594                 {
2595                   /* Any other movable that loads the same register
2596                      MUST be moved.  */
2597                   already_moved[regno] = 1;
2598
2599                   /* This reg has been moved out of one loop.  */
2600                   regs->array[regno].moved_once = 1;
2601
2602                   /* The reg set here is now invariant.  */
2603                   if (! m->partial)
2604                     {
2605                       int i;
2606                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m->set_dest); i++)
2607                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
2608                     }
2609
2610                   /* Change the length-of-life info for the register
2611                      to say it lives at least the full length of this loop.
2612                      This will help guide optimizations in outer loops.  */
2613
2614                   if (REGNO_FIRST_LUID (regno) > INSN_LUID (loop_start))
2615                     /* This is the old insn before all the moved insns.
2616                        We can't use the moved insn because it is out of range
2617                        in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2618                     REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2619                   if (REGNO_LAST_LUID (regno) < INSN_LUID (loop_end))
2620                     REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (loop_end);
2621                 }
2622
2623               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2624
2625               if (! m->partial)
2626                 for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
2627                   if (m1->match == m)
2628                     {
2629                       rtx temp;
2630
2631                       /* Schedule the reg loaded by M1
2632                          for replacement so that shares the reg of M.
2633                          If the modes differ (only possible in restricted
2634                          circumstances, make a SUBREG.
2635
2636                          Note this assumes that the target dependent files
2637                          treat REG and SUBREG equally, including within
2638                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2639                          predicates since we never verify that replacing the
2640                          original register with a SUBREG results in a
2641                          recognizable insn.  */
2642                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2643                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2644                       else
2645                         reg_map[m1->regno]
2646                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2647                                                 m->set_dest);
2648
2649                       /* Get rid of the matching insn
2650                          and prevent further processing of it.  */
2651                       m1->done = 1;
2652
2653                       /* If library call, delete all insns.  */
2654                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2655                                                  NULL_RTX)))
2656                         delete_insn_chain (XEXP (temp, 0), m1->insn);
2657                       else
2658                         delete_insn (m1->insn);
2659
2660                       /* Any other movable that loads the same register
2661                          MUST be moved.  */
2662                       already_moved[m1->regno] = 1;
2663
2664                       /* The reg merged here is now invariant,
2665                          if the reg it matches is invariant.  */
2666                       if (! m->partial)
2667                         {
2668                           int i;
2669                           for (i = 0;
2670                                i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m1->set_dest);
2671                                i++)
2672                             regs->array[m1->regno+i].set_in_loop = 0;
2673                         }
2674                     }
2675             }
2676           else if (loop_dump_stream)
2677             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2678         }
2679       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2680         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2681
2682       if (loop_dump_stream)
2683         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2684     }
2685
2686   if (new_start == 0)
2687     new_start = loop_start;
2688
2689   /* Go through all the instructions in the loop, making
2690      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2691   for (p = new_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2692     if (INSN_P (p))
2693       {
2694         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2695         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2696         INSN_CODE (p) = -1;
2697       }
2698
2699   /* Clean up.  */
2700   free (reg_map);
2701   free (already_moved);
2702 }
2703
2704
2705 static void
2706 loop_movables_add (struct loop_movables *movables, struct movable *m)
2707 {
2708   if (movables->head == 0)
2709     movables->head = m;
2710   else
2711     movables->last->next = m;
2712   movables->last = m;
2713 }
2714
2715
2716 static void
2717 loop_movables_free (struct loop_movables *movables)
2718 {
2719   struct movable *m;
2720   struct movable *m_next;
2721
2722   for (m = movables->head; m; m = m_next)
2723     {
2724       m_next = m->next;
2725       free (m);
2726     }
2727 }
2728 \f
2729 #if 0
2730 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2731    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2732
2733 static void
2734 replace_call_address (rtx x, rtx reg, rtx addr)
2735 {
2736   enum rtx_code code;
2737   int i;
2738   const char *fmt;
2739
2740   if (x == 0)
2741     return;
2742   code = GET_CODE (x);
2743   switch (code)
2744     {
2745     case PC:
2746     case CC0:
2747     case CONST_INT:
2748     case CONST_DOUBLE:
2749     case CONST:
2750     case SYMBOL_REF:
2751     case LABEL_REF:
2752     case REG:
2753       return;
2754
2755     case SET:
2756       /* Short cut for very common case.  */
2757       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2758       return;
2759
2760     case CALL:
2761       /* Short cut for very common case.  */
2762       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2763       return;
2764
2765     case MEM:
2766       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2767          something is wrong.  */
2768       if (XEXP (x, 0) != reg)
2769         abort ();
2770       XEXP (x, 0) = addr;
2771       return;
2772
2773     default:
2774       break;
2775     }
2776
2777   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2778   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2779     {
2780       if (fmt[i] == 'e')
2781         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2782       else if (fmt[i] == 'E')
2783         {
2784           int j;
2785           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2786             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2787         }
2788     }
2789 }
2790 #endif
2791 \f
2792 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2793    in the rtx X.  */
2794
2795 static int
2796 count_nonfixed_reads (const struct loop *loop, rtx x)
2797 {
2798   enum rtx_code code;
2799   int i;
2800   const char *fmt;
2801   int value;
2802
2803   if (x == 0)
2804     return 0;
2805
2806   code = GET_CODE (x);
2807   switch (code)
2808     {
2809     case PC:
2810     case CC0:
2811     case CONST_INT:
2812     case CONST_DOUBLE:
2813     case CONST:
2814     case SYMBOL_REF:
2815     case LABEL_REF:
2816     case REG:
2817       return 0;
2818
2819     case MEM:
2820       return ((loop_invariant_p (loop, XEXP (x, 0)) != 1)
2821               + count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, 0)));
2822
2823     default:
2824       break;
2825     }
2826
2827   value = 0;
2828   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2829   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2830     {
2831       if (fmt[i] == 'e')
2832         value += count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, i));
2833       if (fmt[i] == 'E')
2834         {
2835           int j;
2836           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2837             value += count_nonfixed_reads (loop, XVECEXP (x, i, j));
2838         }
2839     }
2840   return value;
2841 }
2842 \f
2843 /* Scan a loop setting the elements `loops_enclosed',
2844    `has_call', `has_nonconst_call', `has_volatile', `has_tablejump',
2845    `unknown_address_altered', `unknown_constant_address_altered', and
2846    `num_mem_sets' in LOOP.  Also, fill in the array `mems' and the
2847    list `store_mems' in LOOP.  */
2848
2849 static void
2850 prescan_loop (struct loop *loop)
2851 {
2852   int level = 1;
2853   rtx insn;
2854   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
2855   rtx start = loop->start;
2856   rtx end = loop->end;
2857   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2858      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2859      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2860      might end up between the two.  */
2861   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2862
2863   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2864   loop_info->pre_header_has_call = 0;
2865   loop_info->has_call = 0;
2866   loop_info->has_nonconst_call = 0;
2867   loop_info->has_prefetch = 0;
2868   loop_info->has_volatile = 0;
2869   loop_info->has_tablejump = 0;
2870   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2871   loop->level = 1;
2872
2873   loop_info->unknown_address_altered = 0;
2874   loop_info->unknown_constant_address_altered = 0;
2875   loop_info->store_mems = NULL_RTX;
2876   loop_info->first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2877   loop_info->mems_idx = 0;
2878   loop_info->num_mem_sets = 0;
2879
2880   for (insn = start; insn && !LABEL_P (insn);
2881        insn = PREV_INSN (insn))
2882     {
2883       if (CALL_P (insn))
2884         {
2885           loop_info->pre_header_has_call = 1;
2886           break;
2887         }
2888     }
2889
2890   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2891        insn = NEXT_INSN (insn))
2892     {
2893       switch (GET_CODE (insn))
2894         {
2895         case NOTE:
2896           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2897             {
2898               ++level;
2899               /* Count number of loops contained in this one.  */
2900               loop->level++;
2901             }
2902           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2903             --level;
2904           break;
2905
2906         case CALL_INSN:
2907           if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2908             {
2909               loop_info->unknown_address_altered = 1;
2910               loop_info->has_nonconst_call = 1;
2911             }
2912           else if (pure_call_p (insn))
2913             loop_info->has_nonconst_call = 1;
2914           loop_info->has_call = 1;
2915           if (can_throw_internal (insn))
2916             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2917           break;
2918
2919         case JUMP_INSN:
2920           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets)
2921             {
2922               rtx set = pc_set (insn);
2923
2924               if (set)
2925                 {
2926                   rtx src = SET_SRC (set);
2927                   rtx label1, label2;
2928
2929                   if (GET_CODE (src) == IF_THEN_ELSE)
2930                     {
2931                       label1 = XEXP (src, 1);
2932                       label2 = XEXP (src, 2);
2933                     }
2934                   else
2935                     {
2936                       label1 = src;
2937                       label2 = NULL_RTX;
2938                     }
2939
2940                   do
2941                     {
2942                       if (label1 && label1 != pc_rtx)
2943                         {
2944                           if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2945                             {
2946                               /* Something tricky.  */
2947                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2948                               break;
2949                             }
2950                           else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2951                                    && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2952                             {
2953                               /* A jump outside the current loop.  */
2954                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2955                               break;
2956                             }
2957                         }
2958
2959                       label1 = label2;
2960                       label2 = NULL_RTX;
2961                     }
2962                   while (label1);
2963                 }
2964               else
2965                 {
2966                   /* A return, or something tricky.  */
2967                   loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2968                 }
2969             }
2970           /* Fall through.  */
2971
2972         case INSN:
2973           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2974             loop_info->has_volatile = 1;
2975
2976           if (JUMP_P (insn)
2977               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2978                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2979             loop_info->has_tablejump = 1;
2980
2981           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored, loop_info);
2982           if (! loop_info->first_loop_store_insn && loop_info->store_mems)
2983             loop_info->first_loop_store_insn = insn;
2984
2985           if (flag_non_call_exceptions && can_throw_internal (insn))
2986             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2987           break;
2988
2989         default:
2990           break;
2991         }
2992     }
2993
2994   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2995   if (/* An exception thrown by a called function might land us
2996          anywhere.  */
2997       ! loop_info->has_nonconst_call
2998       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2999          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
3000          that this is not a problem for malloc, etc., since those
3001          require actual function calls.  */
3002       && ! current_function_calls_alloca
3003       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
3004          end.  */
3005       && ! loop_info->has_multiple_exit_targets)
3006     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
3007          insn = NEXT_INSN (insn))
3008       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, loop_info);
3009
3010   /* BLKmode MEMs are added to LOOP_STORE_MEM as necessary so
3011      that loop_invariant_p and load_mems can use true_dependence
3012      to determine what is really clobbered.  */
3013   if (loop_info->unknown_address_altered)
3014     {
3015       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3016
3017       loop_info->store_mems
3018         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3019     }
3020   if (loop_info->unknown_constant_address_altered)
3021     {
3022       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3023       MEM_READONLY_P (mem) = 1;
3024       loop_info->store_mems
3025         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3026     }
3027 }
3028 \f
3029 /* Invalidate all loops containing LABEL.  */
3030
3031 static void
3032 invalidate_loops_containing_label (rtx label)
3033 {
3034   struct loop *loop;
3035   for (loop = uid_loop[INSN_UID (label)]; loop; loop = loop->outer)
3036     loop->invalid = 1;
3037 }
3038
3039 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
3040    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
3041    to from outside the loop.  */
3042
3043 static void
3044 find_and_verify_loops (rtx f, struct loops *loops)
3045 {
3046   rtx insn;
3047   rtx label;
3048   int num_loops;
3049   struct loop *current_loop;
3050   struct loop *next_loop;
3051   struct loop *loop;
3052
3053   num_loops = loops->num;
3054
3055   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
3056
3057   /* If there are jumps to undefined labels,
3058      treat them as jumps out of any/all loops.
3059      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
3060   uid_loop[0] = NULL;
3061
3062   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
3063      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
3064
3065   num_loops = 0;
3066   current_loop = NULL;
3067   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3068     {
3069       if (NOTE_P (insn))
3070         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
3071           {
3072           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
3073             next_loop = loops->array + num_loops;
3074             next_loop->num = num_loops;
3075             num_loops++;
3076             next_loop->start = insn;
3077             next_loop->outer = current_loop;
3078             current_loop = next_loop;
3079             break;
3080
3081           case NOTE_INSN_LOOP_END:
3082             if (! current_loop)
3083               abort ();
3084
3085             current_loop->end = insn;
3086             current_loop = current_loop->outer;
3087             break;
3088
3089           default:
3090             break;
3091           }
3092
3093       if (CALL_P (insn)
3094           && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL))
3095         {
3096           /* In this case, we must invalidate our current loop and any
3097              enclosing loop.  */
3098           for (loop = current_loop; loop; loop = loop->outer)
3099             {
3100               loop->invalid = 1;
3101               if (loop_dump_stream)
3102                 fprintf (loop_dump_stream,
3103                          "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
3104                          INSN_UID (loop->start));
3105             }
3106         }
3107
3108       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
3109          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
3110       uid_loop[INSN_UID (insn)] = current_loop;
3111     }
3112
3113   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
3114      because it can be jumped into from anywhere.  */
3115   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
3116     invalidate_loops_containing_label (XEXP (label, 0));
3117
3118   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
3119      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
3120   for_each_eh_label (invalidate_loops_containing_label);
3121
3122   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
3123      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
3124      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
3125      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
3126      anywhere.
3127
3128      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
3129      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
3130      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
3131      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
3132      label in our loop and will simplify processing by both us and a
3133      possible second cse pass.  */
3134
3135   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3136     if (INSN_P (insn))
3137       {
3138         struct loop *this_loop = uid_loop[INSN_UID (insn)];
3139
3140         if (NONJUMP_INSN_P (insn) || CALL_P (insn))
3141           {
3142             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
3143             if (note)
3144               invalidate_loops_containing_label (XEXP (note, 0));
3145           }
3146
3147         if (!JUMP_P (insn))
3148           continue;
3149
3150         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop);
3151
3152         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
3153         if (this_loop
3154             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
3155                 || (any_uncondjump_p (insn)
3156                     && onlyjump_p (insn)
3157                     && (uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
3158                         != this_loop)))
3159             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
3160           {
3161             rtx p;
3162             rtx our_next = next_real_insn (insn);
3163             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
3164             struct loop *dest_loop;
3165             struct loop *outer_loop = NULL;
3166
3167             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
3168                or a JUMP_INSN.  */
3169             for (p = PREV_INSN (insn);
3170                  !LABEL_P (p)
3171                  && ! (NOTE_P (p)
3172                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3173                  && !JUMP_P (p);
3174                  p = PREV_INSN (p))
3175               ;
3176
3177             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
3178                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
3179
3180             if (JUMP_LABEL (insn))
3181               {
3182                 dest_loop = uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
3183                 if (dest_loop)
3184                   {
3185                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3186                          outer_loop = outer_loop->outer)
3187                       if (outer_loop == this_loop)
3188                         break;
3189                   }
3190               }
3191
3192             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
3193
3194             if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
3195                 && uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop)
3196               outer_loop = this_loop;
3197
3198             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
3199                we have a block of code to try to move.
3200
3201                We look backward and then forward from the target of INSN
3202                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
3203                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
3204                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
3205                and move the block of code to the spot we found.  */
3206
3207             if (! outer_loop
3208                 && JUMP_P (p)
3209                 && JUMP_LABEL (p) != 0
3210                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
3211                    These always indicate compilation errors.  */
3212                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
3213                 && any_condjump_p (p) && onlyjump_p (p)
3214                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
3215                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
3216                    mustn't try.  */
3217                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn),
3218                                          &last_insn_to_move))
3219               {
3220                 rtx target
3221                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
3222                 struct loop *target_loop = uid_loop[INSN_UID (target)];
3223                 rtx loc, loc2;
3224                 rtx tmp;
3225
3226                 /* Search for possible garbage past the conditional jumps
3227                    and look for the last barrier.  */
3228                 for (tmp = last_insn_to_move;
3229                      tmp && !LABEL_P (tmp); tmp = NEXT_INSN (tmp))
3230                   if (BARRIER_P (tmp))
3231                     last_insn_to_move = tmp;
3232
3233                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
3234                   if (BARRIER_P (loc)
3235                       /* Don't move things inside a tablejump.  */
3236                       && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3237                           || !LABEL_P (loc2)
3238                           || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3239                           || !JUMP_P (loc2)
3240                           || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3241                               && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3242                       && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3243                     break;
3244
3245                 if (loc == 0)
3246                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
3247                     if (BARRIER_P (loc)
3248                         /* Don't move things inside a tablejump.  */
3249                         && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3250                             || !LABEL_P (loc2)
3251                             || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3252                             || !JUMP_P (loc2)
3253                             || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3254                                 && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3255                         && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3256                       break;
3257
3258                 if (loc)
3259                   {
3260                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
3261                     rtx new_label = get_label_after (p);
3262
3263                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
3264                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
3265
3266                     /* Verify that uid_loop is large enough and that
3267                        we can invert P.  */
3268                     if (invert_jump (p, new_label, 1))
3269                       {
3270                         rtx q, r;
3271
3272                         /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
3273                            one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
3274                            path, we'll need to insert a jump around our block
3275                            and add a BARRIER before TARGET.
3276
3277                            This creates an extra unconditional jump outside
3278                            the loop.  However, the benefits of removing rarely
3279                            executed instructions from inside the loop usually
3280                            outweighs the cost of the extra unconditional jump
3281                            outside the loop.  */
3282                         if (loc == 0)
3283                           {
3284                             rtx temp;
3285
3286                             temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
3287                             temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
3288                             JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
3289                             LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
3290                             loc = emit_barrier_before (target);
3291                           }
3292
3293                         /* Include the BARRIER after INSN and copy the
3294                            block after LOC.  */
3295                         if (squeeze_notes (&new_label, &last_insn_to_move))
3296                           abort ();
3297                         reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
3298
3299                         /* All those insns are now in TARGET_LOOP.  */
3300                         for (q = new_label;
3301                              q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
3302                              q = NEXT_INSN (q))
3303                           uid_loop[INSN_UID (q)] = target_loop;
3304
3305                         /* The label jumped to by INSN is no longer a loop
3306                            exit.  Unless INSN does not have a label (e.g.,
3307                            it is a RETURN insn), search loop->exit_labels
3308                            to find its label_ref, and remove it.  Also turn
3309                            off LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
3310                         if (JUMP_LABEL (insn))
3311                           {
3312                             for (q = 0, r = this_loop->exit_labels;
3313                                  r;
3314                                  q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
3315                               if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
3316                                 {
3317                                   LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
3318                                   if (q)
3319                                     LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
3320                                   else
3321                                     this_loop->exit_labels = LABEL_NEXTREF (r);
3322                                   break;
3323                                 }
3324
3325                             for (loop = this_loop; loop && loop != target_loop;
3326                                  loop = loop->outer)
3327                               loop->exit_count--;
3328
3329                             /* If we didn't find it, then something is
3330                                wrong.  */
3331                             if (! r)
3332                               abort ();
3333                           }
3334
3335                         /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
3336                            in loop->exit_labels, and marked as such.
3337                            The easiest way to do this is to just call
3338                            mark_loop_jump again for P.  */
3339                         mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop);
3340
3341                         /* If INSN now jumps to the insn after it,
3342                            delete INSN.  */
3343                         if (JUMP_LABEL (insn) != 0
3344                             && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
3345                                 == next_real_insn (insn)))
3346                           delete_related_insns (insn);
3347                       }
3348
3349                     /* Continue the loop after where the conditional
3350                        branch used to jump, since the only branch insn
3351                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
3352                        branch and hence needs no processing.  */
3353                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
3354
3355                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
3356                       delete_related_insns (cond_label);
3357
3358                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
3359                     insn = PREV_INSN (insn);
3360                   }
3361               }
3362           }
3363       }
3364 }
3365
3366 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
3367    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
3368
3369    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
3370
3371 static void
3372 mark_loop_jump (rtx x, struct loop *loop)
3373 {
3374   struct loop *dest_loop;
3375   struct loop *outer_loop;
3376   int i;
3377
3378   switch (GET_CODE (x))
3379     {
3380     case PC:
3381     case USE:
3382     case CLOBBER:
3383     case REG:
3384     case MEM:
3385     case CONST_INT:
3386     case CONST_DOUBLE:
3387     case RETURN:
3388       return;
3389
3390     case CONST:
3391       /* There could be a label reference in here.  */
3392       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3393       return;
3394
3395     case PLUS:
3396     case MINUS:
3397     case MULT:
3398       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3399       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3400       return;
3401
3402     case LO_SUM:
3403       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3404       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3405       return;
3406
3407     case SIGN_EXTEND:
3408     case ZERO_EXTEND:
3409       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3410       return;
3411
3412     case LABEL_REF:
3413       dest_loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3414
3415       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3416          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3417          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3418          false.  */
3419
3420       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3421          since this does not count as a loop exit.  */
3422       if (dest_loop)
3423         {
3424           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3425                outer_loop = outer_loop->outer)
3426             if (outer_loop == loop)
3427               break;
3428         }
3429       else
3430         outer_loop = NULL;
3431
3432       if (loop && ! outer_loop)
3433         {
3434           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3435           LABEL_NEXTREF (x) = loop->exit_labels;
3436           loop->exit_labels = x;
3437
3438           for (outer_loop = loop;
3439                outer_loop && outer_loop != dest_loop;
3440                outer_loop = outer_loop->outer)
3441             outer_loop->exit_count++;
3442         }
3443
3444       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3445          by it, it invalidates at least one loop.  */
3446
3447       if (! dest_loop)
3448         return;
3449
3450       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3451          label, except those that also contain the jump insn.  */
3452
3453       for (; dest_loop; dest_loop = dest_loop->outer)
3454         {
3455           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3456           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3457             if (dest_loop == outer_loop)
3458               return;
3459
3460           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3461           if (loop_dump_stream && ! dest_loop->invalid)
3462             fprintf (loop_dump_stream,
3463                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3464                      INSN_UID (dest_loop->start));
3465
3466           dest_loop->invalid = 1;
3467         }
3468       return;
3469
3470     case SET:
3471       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3472       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3473         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop);
3474       return;
3475
3476     case IF_THEN_ELSE:
3477       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3478       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop);
3479       return;
3480
3481     case PARALLEL:
3482     case ADDR_VEC:
3483       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3484         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop);
3485       return;
3486
3487     case ADDR_DIFF_VEC:
3488       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3489         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop);
3490       return;
3491
3492     default:
3493       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3494          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3495          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3496          loop and any containing loops as invalid.  */
3497       if (loop)
3498         {
3499           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3500             {
3501               if (loop_dump_stream && ! outer_loop->invalid)
3502                 fprintf (loop_dump_stream,
3503                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3504                          INSN_UID (outer_loop->start));
3505               outer_loop->invalid = 1;
3506             }
3507         }
3508       return;
3509     }
3510 }
3511 \f
3512 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3513    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3514    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3515    been previously created by loop.c).  */
3516
3517 static int
3518 labels_in_range_p (rtx insn, int end)
3519 {
3520   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3521     {
3522       if (LABEL_P (insn))
3523         return 1;
3524       insn = NEXT_INSN (insn);
3525     }
3526
3527   return 0;
3528 }
3529
3530 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3531
3532 static void
3533 note_addr_stored (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED,
3534                   void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
3535 {
3536   struct loop_info *loop_info = data;
3537
3538   if (x == 0 || !MEM_P (x))
3539     return;
3540
3541   /* Count number of memory writes.
3542      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3543   loop_info->num_mem_sets++;
3544
3545   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3546   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3547     {
3548       if (MEM_READONLY_P (x))
3549         loop_info->unknown_constant_address_altered = 1;
3550       else
3551         loop_info->unknown_address_altered = 1;
3552
3553       return;
3554     }
3555
3556   loop_info->store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x,
3557                                              loop_info->store_mems);
3558 }
3559
3560 /* X is a value modified by an INSN that references a biv inside a loop
3561    exit test (i.e., X is somehow related to the value of the biv).  If X
3562    is a pseudo that is used more than once, then the biv is (effectively)
3563    used more than once.  DATA is a pointer to a loop_regs structure.  */
3564
3565 static void
3566 note_set_pseudo_multiple_uses (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3567 {
3568   struct loop_regs *regs = (struct loop_regs *) data;
3569
3570   if (x == 0)
3571     return;
3572
3573   while (GET_CODE (x) == STRICT_LOW_PART
3574          || GET_CODE (x) == SIGN_EXTRACT
3575          || GET_CODE (x) == ZERO_EXTRACT
3576          || GET_CODE (x) == SUBREG)
3577     x = XEXP (x, 0);
3578
3579   if (!REG_P (x) || REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3580     return;
3581
3582   /* If we do not have usage information, or if we know the register
3583      is used more than once, note that fact for check_dbra_loop.  */
3584   if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop
3585       || ! regs->array[REGNO (x)].single_usage
3586       || regs->array[REGNO (x)].single_usage == const0_rtx)
3587     regs->multiple_uses = 1;
3588 }
3589 \f
3590 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3591
3592    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3593
3594    A memory ref is invariant if it is not volatile and does not conflict
3595    with anything stored in `loop_info->store_mems'.  */
3596
3597 static int
3598 loop_invariant_p (const struct loop *loop, rtx x)
3599 {
3600   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3601   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3602   int i;
3603   enum rtx_code code;
3604   const char *fmt;
3605   int conditional = 0;
3606   rtx mem_list_entry;
3607
3608   if (x == 0)
3609     return 1;
3610   code = GET_CODE (x);
3611   switch (code)
3612     {
3613     case CONST_INT:
3614     case CONST_DOUBLE:
3615     case SYMBOL_REF:
3616     case CONST:
3617       return 1;
3618
3619     case LABEL_REF:
3620       return 1;
3621
3622     case PC:
3623     case CC0:
3624     case UNSPEC_VOLATILE:
3625       return 0;
3626
3627     case REG:
3628       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3629            || x == arg_pointer_rtx || x == pic_offset_table_rtx)
3630           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3631         return 1;
3632
3633       if (LOOP_INFO (loop)->has_call
3634           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3635         return 0;
3636
3637       /* Out-of-range regs can occur when we are called from unrolling.
3638          These registers created by the unroller are set in the loop,
3639          hence are never invariant.
3640          Other out-of-range regs can be generated by load_mems; those that
3641          are written to in the loop are not invariant, while those that are
3642          not written to are invariant.  It would be easy for load_mems
3643          to set n_times_set correctly for these registers, however, there
3644          is no easy way to distinguish them from registers created by the
3645          unroller.  */
3646
3647       if (REGNO (x) >= (unsigned) regs->num)
3648         return 0;
3649
3650       if (regs->array[REGNO (x)].set_in_loop < 0)
3651         return 2;
3652
3653       return regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == 0;
3654
3655     case MEM:
3656       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3657          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3658          will be rejected also.  */
3659       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3660         return 0;
3661
3662       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3663       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
3664       while (mem_list_entry)
3665         {
3666           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3667                                x, rtx_varies_p))
3668             return 0;
3669
3670           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3671         }
3672
3673       /* It's not invalidated by a store in memory
3674          but we must still verify the address is invariant.  */
3675       break;
3676
3677     case ASM_OPERANDS:
3678       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3679       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3680         return 0;
3681       break;
3682
3683     default:
3684       break;
3685     }
3686
3687   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3688   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3689     {
3690       if (fmt[i] == 'e')
3691         {
3692           int tem = loop_invariant_p (loop, XEXP (x, i));
3693           if (tem == 0)
3694             return 0;
3695           if (tem == 2)
3696             conditional = 1;
3697         }
3698       else if (fmt[i] == 'E')
3699         {
3700           int j;
3701           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3702             {
3703               int tem = loop_invariant_p (loop, XVECEXP (x, i, j));
3704               if (tem == 0)
3705                 return 0;
3706               if (tem == 2)
3707                 conditional = 1;
3708             }
3709
3710         }
3711     }
3712
3713   return 1 + conditional;
3714 }
3715 \f
3716 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3717    are INSN and the immediately following insns,
3718    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3719    (not counting uses of REG in them).
3720
3721    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3722
3723    We assume that INSN itself is the first set of REG
3724    and that its source is invariant.  */
3725
3726 static int
3727 consec_sets_invariant_p (const struct loop *loop, rtx reg, int n_sets,
3728                          rtx insn)
3729 {
3730   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3731   rtx p = insn;
3732   unsigned int regno = REGNO (reg);
3733   rtx temp;
3734   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3735   int count = n_sets - 1;
3736   int old = regs->array[regno].set_in_loop;
3737   int value = 0;
3738   int this;
3739
3740   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3741   if (n_sets == 127)
3742     return 0;
3743
3744   regs->array[regno].set_in_loop = 0;
3745
3746   while (count > 0)
3747     {
3748       enum rtx_code code;
3749       rtx set;
3750
3751       p = NEXT_INSN (p);
3752       code = GET_CODE (p);
3753
3754       /* If library call, skip to end of it.  */
3755       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3756         p = XEXP (temp, 0);
3757
3758       this = 0;
3759       if (code == INSN
3760           && (set = single_set (p))
3761           && REG_P (SET_DEST (set))
3762           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3763         {
3764           this = loop_invariant_p (loop, SET_SRC (set));
3765           if (this != 0)
3766             value |= this;
3767           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3768             {
3769               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3770                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3771                  notes are OK.  */
3772               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3773                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3774                           && loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0))));
3775               if (this != 0)
3776                 value |= this;
3777             }
3778         }
3779       if (this != 0)
3780         count--;
3781       else if (code != NOTE)
3782         {
3783           regs->array[regno].set_in_loop = old;
3784           return 0;
3785         }
3786     }
3787
3788   regs->array[regno].set_in_loop = old;
3789   /* If loop_invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3790   return 1 + (value & 2);
3791 }
3792 \f
3793 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3794    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3795    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3796
3797 static void
3798 find_single_use_in_loop (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x)
3799 {
3800   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3801   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3802   int i, j;
3803
3804   if (code == REG)
3805     regs->array[REGNO (x)].single_usage
3806       = (regs->array[REGNO (x)].single_usage != 0
3807          && regs->array[REGNO (x)].single_usage != insn)
3808         ? const0_rtx : insn;
3809
3810   else if (code == SET)
3811     {
3812       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3813          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3814          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3815          for it.  */
3816       if (!REG_P (SET_DEST (x)))
3817         find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_DEST (x));
3818       find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_SRC (x));
3819     }
3820   else
3821     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3822       {
3823         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3824           find_single_use_in_loop (regs, insn, XEXP (x, i));
3825         else if (fmt[i] == 'E')
3826           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3827             find_single_use_in_loop (regs, insn, XVECEXP (x, i, j));
3828       }
3829 }
3830 \f
3831 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3832    REGS->array[I].MAY_NOT_OPTIMIZE and LAST_SET for any register I set
3833    in X.  */
3834
3835 static void
3836 count_one_set (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x, rtx *last_set)
3837 {
3838   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && REG_P (XEXP (x, 0)))
3839     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3840        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3841     regs->array[REGNO (XEXP (x, 0))].may_not_optimize = 1;
3842
3843   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3844     {
3845       rtx dest = SET_DEST (x);
3846       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3847              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3848              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3849              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3850         dest = XEXP (dest, 0);
3851       if (REG_P (dest))
3852         {
3853           int i;
3854           int regno = REGNO (dest);
3855           for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, dest); i++)
3856             {
3857               /* If this is the first setting of this reg
3858                  in current basic block, and it was set before,
3859                  it must be set in two basic blocks, so it cannot
3860                  be moved out of the loop.  */
3861               if (regs->array[regno].set_in_loop > 0
3862                   && last_set[regno] == 0)
3863                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3864               /* If this is not first setting in current basic block,
3865                  see if reg was used in between previous one and this.
3866                  If so, neither one can be moved.  */
3867               if (last_set[regno] != 0
3868                   && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3869                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3870               if (regs->array[regno+i].set_in_loop < 127)
3871                 ++regs->array[regno+i].set_in_loop;
3872               last_set[regno+i] = insn;
3873             }
3874         }
3875     }
3876 }
3877 \f
3878 /* Given a loop that is bounded by LOOP->START and LOOP->END and that
3879    is entered at LOOP->SCAN_START, return 1 if the register set in SET
3880    contained in insn INSN is used by any insn that precedes INSN in
3881    cyclic order starting from the loop entry point.
3882
3883    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3884    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3885    from an inner loop past two loops.  */
3886
3887 static int
3888 loop_reg_used_before_p (const struct loop *loop, rtx set, rtx insn)
3889 {
3890   rtx reg = SET_DEST (set);
3891   rtx p;
3892
3893   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3894      are done.  Otherwise, if we hit LOOP->END, wrap around to LOOP->START.  */
3895   for (p = loop->scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3896     {
3897       if (INSN_P (p) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3898         return 1;
3899
3900       if (p == loop->end)
3901         p = loop->start;
3902     }
3903
3904   return 0;
3905 }
3906 \f
3907
3908 /* Information we collect about arrays that we might want to prefetch.  */
3909 struct prefetch_info
3910 {
3911   struct iv_class *class;       /* Class this prefetch is based on.  */
3912   struct induction *giv;        /* GIV this prefetch is based on.  */
3913   rtx base_address;             /* Start prefetching from this address plus
3914                                    index.  */
3915   HOST_WIDE_INT index;
3916   HOST_WIDE_INT stride;         /* Prefetch stride in bytes in each
3917                                    iteration.  */
3918   unsigned int bytes_accessed;  /* Sum of sizes of all accesses to this
3919                                    prefetch area in one iteration.  */
3920   unsigned int total_bytes;     /* Total bytes loop will access in this block.
3921                                    This is set only for loops with known
3922                                    iteration counts and is 0xffffffff
3923                                    otherwise.  */
3924   int prefetch_in_loop;         /* Number of prefetch insns in loop.  */
3925   int prefetch_before_loop;     /* Number of prefetch insns before loop.  */
3926   unsigned int write : 1;       /* 1 for read/write prefetches.  */
3927 };
3928
3929 /* Data used by check_store function.  */
3930 struct check_store_data
3931 {
3932   rtx mem_address;
3933   int mem_write;
3934 };
3935
3936 static void check_store (rtx, rtx, void *);
3937 static void emit_prefetch_instructions (struct loop *);
3938 static int rtx_equal_for_prefetch_p (rtx, rtx);
3939
3940 /* Set mem_write when mem_address is found.  Used as callback to
3941    note_stores.  */
3942 static void
3943 check_store (rtx x, rtx pat ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3944 {
3945   struct check_store_data *d = (struct check_store_data *) data;
3946
3947   if ((MEM_P (x)) && rtx_equal_p (d->mem_address, XEXP (x, 0)))
3948     d->mem_write = 1;
3949 }
3950 \f
3951 /* Like rtx_equal_p, but attempts to swap commutative operands.  This is
3952    important to get some addresses combined.  Later more sophisticated
3953    transformations can be added when necessary.
3954
3955    ??? Same trick with swapping operand is done at several other places.
3956    It can be nice to develop some common way to handle this.  */
3957
3958 static int
3959 rtx_equal_for_prefetch_p (rtx x, rtx y)
3960 {
3961   int i;
3962   int j;
3963   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3964   const char *fmt;
3965
3966   if (x == y)
3967     return 1;
3968   if (code != GET_CODE (y))
3969     return 0;
3970
3971   if (COMMUTATIVE_ARITH_P (x))
3972     {
3973       return ((rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
3974                && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
3975               || (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
3976                   && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
3977     }
3978
3979   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements fails to
3980      match, return 0 for the whole thing.  */
3981
3982   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3983   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3984     {
3985       switch (fmt[i])
3986         {
3987         case 'w':
3988           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
3989             return 0;
3990           break;
3991
3992         case 'i':
3993           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
3994             return 0;
3995           break;
3996
3997         case 'E':
3998           /* Two vectors must have the same length.  */
3999           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
4000             return 0;
4001
4002           /* And the corresponding elements must match.  */
4003           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4004             if (rtx_equal_for_prefetch_p (XVECEXP (x, i, j),
4005                                           XVECEXP (y, i, j)) == 0)
4006               return 0;
4007           break;
4008
4009         case 'e':
4010           if (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)) == 0)
4011             return 0;
4012           break;
4013
4014         case 's':
4015           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
4016             return 0;
4017           break;
4018
4019         case 'u':
4020           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
4021           break;
4022
4023         case '0':
4024           break;
4025
4026           /* It is believed that rtx's at this level will never
4027              contain anything but integers and other rtx's,
4028              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
4029         default:
4030           abort ();
4031         }
4032     }
4033   return 1;
4034 }
4035 \f
4036 /* Remove constant addition value from the expression X (when present)
4037    and return it.  */
4038
4039 static HOST_WIDE_INT
4040 remove_constant_addition (rtx *x)
4041 {
4042   HOST_WIDE_INT addval = 0;
4043   rtx exp = *x;
4044
4045   /* Avoid clobbering a shared CONST expression.  */
4046   if (GET_CODE (exp) == CONST)
4047     {
4048       if (GET_CODE (XEXP (exp, 0)) == PLUS
4049           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 0)) == SYMBOL_REF
4050           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 1)) == CONST_INT)
4051         {
4052           *x = XEXP (XEXP (exp, 0), 0);
4053           return INTVAL (XEXP (XEXP (exp, 0), 1));
4054         }
4055       return 0;
4056     }
4057
4058   if (GET_CODE (exp) == CONST_INT)
4059     {
4060       addval = INTVAL (exp);
4061       *x = const0_rtx;
4062     }
4063
4064   /* For plus expression recurse on ourself.  */
4065   else if (GET_CODE (exp) == PLUS)
4066     {
4067       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 0));
4068       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 1));
4069
4070       /* In case our parameter was constant, remove extra zero from the
4071          expression.  */
4072       if (XEXP (exp, 0) == const0_rtx)
4073         *x = XEXP (exp, 1);
4074       else if (XEXP (exp, 1) == const0_rtx)
4075         *x = XEXP (exp, 0);
4076     }
4077
4078   return addval;
4079 }
4080
4081 /* Attempt to identify accesses to arrays that are most likely to cause cache
4082    misses, and emit prefetch instructions a few prefetch blocks forward.
4083
4084    To detect the arrays we use the GIV information that was collected by the
4085    strength reduction pass.
4086
4087    The prefetch instructions are generated after the GIV information is done
4088    and before the strength reduction process. The new GIVs are injected into
4089    the strength reduction tables, so the prefetch addresses are optimized as
4090    well.
4091
4092    GIVs are split into base address, stride, and constant addition values.
4093    GIVs with the same address, stride and close addition values are combined
4094    into a single prefetch.  Also writes to GIVs are detected, so that prefetch
4095    for write instructions can be used for the block we write to, on machines
4096    that support write prefetches.
4097
4098    Several heuristics are used to determine when to prefetch.  They are
4099    controlled by defined symbols that can be overridden for each target.  */
4100
4101 static void
4102 emit_prefetch_instructions (struct loop *loop)
4103 {
4104   int num_prefetches = 0;
4105   int num_real_prefetches = 0;
4106   int num_real_write_prefetches = 0;
4107   int num_prefetches_before = 0;
4108   int num_write_prefetches_before = 0;
4109   int ahead = 0;
4110   int i;
4111   struct iv_class *bl;
4112   struct induction *iv;
4113   struct prefetch_info info[MAX_PREFETCHES];
4114   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4115
4116   if (!HAVE_prefetch)
4117     return;
4118
4119   /* Consider only loops w/o calls.  When a call is done, the loop is probably
4120      slow enough to read the memory.  */
4121   if (PREFETCH_NO_CALL && LOOP_INFO (loop)->has_call)
4122     {
4123       if (loop_dump_stream)
4124         fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: ignoring loop: has call.\n");
4125
4126       return;
4127     }
4128
4129   /* Don't prefetch in loops known to have few iterations.  */
4130   if (PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT
4131       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4132       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations <= PREFETCH_LOW_LOOPCNT)
4133     {
4134       if (loop_dump_stream)
4135         fprintf (loop_dump_stream,
4136                  "Prefetch: ignoring loop: not enough iterations.\n");
4137       return;
4138     }
4139
4140   /* Search all induction variables and pick those interesting for the prefetch
4141      machinery.  */
4142   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4143     {
4144       struct induction *biv = bl->biv, *biv1;
4145       int basestride = 0;
4146
4147       biv1 = biv;
4148
4149       /* Expect all BIVs to be executed in each iteration.  This makes our
4150          analysis more conservative.  */
4151       while (biv1)
4152         {
4153           /* Discard non-constant additions that we can't handle well yet, and
4154              BIVs that are executed multiple times; such BIVs ought to be
4155              handled in the nested loop.  We accept not_every_iteration BIVs,
4156              since these only result in larger strides and make our
4157              heuristics more conservative.  */
4158           if (GET_CODE (biv->add_val) != CONST_INT)
4159             {
4160               if (loop_dump_stream)
4161                 {
4162                   fprintf (loop_dump_stream,
4163                     "Prefetch: ignoring biv %d: non-constant addition at insn %d:",
4164                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4165                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4166                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4167                 }
4168               break;
4169             }
4170
4171           if (biv->maybe_multiple)
4172             {
4173               if (loop_dump_stream)
4174                 {
4175                   fprintf (loop_dump_stream,
4176                            "Prefetch: ignoring biv %d: maybe_multiple at insn %i:",
4177                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4178                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4179                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4180                 }
4181               break;
4182             }
4183
4184           basestride += INTVAL (biv1->add_val);
4185           biv1 = biv1->next_iv;
4186         }
4187
4188       if (biv1 || !basestride)
4189         continue;
4190
4191       for (iv = bl->giv; iv; iv = iv->next_iv)
4192         {
4193           rtx address;
4194           rtx temp;
4195           HOST_WIDE_INT index = 0;
4196           int add = 1;
4197           HOST_WIDE_INT stride = 0;
4198           int stride_sign = 1;
4199           struct check_store_data d;
4200           const char *ignore_reason = NULL;
4201           int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (iv));
4202
4203           /* See whether an induction variable is interesting to us and if
4204              not, report the reason.  */
4205           if (iv->giv_type != DEST_ADDR)
4206             ignore_reason = "giv is not a destination address";
4207
4208           /* We are interested only in constant stride memory references
4209              in order to be able to compute density easily.  */
4210           else if (GET_CODE (iv->mult_val) != CONST_INT)
4211             ignore_reason = "stride is not constant";
4212
4213           else
4214             {
4215               stride = INTVAL (iv->mult_val) * basestride;
4216               if (stride < 0)
4217                 {
4218                   stride = -stride;
4219                   stride_sign = -1;
4220                 }
4221
4222               /* On some targets, reversed order prefetches are not
4223                  worthwhile.  */
4224               if (PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER && stride_sign < 0)
4225                 ignore_reason = "reversed order stride";
4226
4227               /* Prefetch of accesses with an extreme stride might not be
4228                  worthwhile, either.  */
4229               else if (PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE
4230                        && stride > PREFETCH_EXTREME_STRIDE)
4231                 ignore_reason = "extreme stride";
4232
4233               /* Ignore GIVs with varying add values; we can't predict the
4234                  value for the next iteration.  */
4235               else if (!loop_invariant_p (loop, iv->add_val))
4236                 ignore_reason = "giv has varying add value";
4237
4238               /* Ignore GIVs in the nested loops; they ought to have been
4239                  handled already.  */
4240               else if (iv->maybe_multiple)
4241                 ignore_reason = "giv is in nested loop";
4242             }
4243
4244           if (ignore_reason != NULL)
4245             {
4246               if (loop_dump_stream)
4247                 fprintf (loop_dump_stream,
4248                          "Prefetch: ignoring giv at %d: %s.\n",
4249                          INSN_UID (iv->insn), ignore_reason);
4250               continue;
4251             }
4252
4253           /* Determine the pointer to the basic array we are examining.  It is
4254              the sum of the BIV's initial value and the GIV's add_val.  */
4255           address = copy_rtx (iv->add_val);
4256           temp = copy_rtx (bl->initial_value);
4257
4258           address = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode, temp, address);
4259           index = remove_constant_addition (&address);
4260
4261           d.mem_write = 0;
4262           d.mem_address = *iv->location;
4263
4264           /* When the GIV is not always executed, we might be better off by
4265              not dirtying the cache pages.  */
4266           if (PREFETCH_CONDITIONAL || iv->always_executed)
4267             note_stores (PATTERN (iv->insn), check_store, &d);
4268           else
4269             {
4270               if (loop_dump_stream)
4271                 fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: Ignoring giv at %d: %s\n",
4272                          INSN_UID (iv->insn), "in conditional code.");
4273               continue;
4274             }
4275
4276           /* Attempt to find another prefetch to the same array and see if we
4277              can merge this one.  */
4278           for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4279             if (rtx_equal_for_prefetch_p (address, info[i].base_address)
4280                 && stride == info[i].stride)
4281               {
4282                 /* In case both access same array (same location
4283                    just with small difference in constant indexes), merge
4284                    the prefetches.  Just do the later and the earlier will
4285                    get prefetched from previous iteration.
4286                    The artificial threshold should not be too small,
4287                    but also not bigger than small portion of memory usually
4288                    traversed by single loop.  */
4289                 if (index >= info[i].index
4290                     && index - info[i].index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4291                   {
4292                     info[i].write |= d.mem_write;
4293                     info[i].bytes_accessed += size;
4294                     info[i].index = index;
4295                     info[i].giv = iv;
4296                     info[i].class = bl;
4297                     info[num_prefetches].base_address = address;
4298                     add = 0;
4299                     break;
4300                   }
4301
4302                 if (index < info[i].index
4303                     && info[i].index - index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4304                   {
4305                     info[i].write |= d.mem_write;
4306                     info[i].bytes_accessed += size;
4307                     add = 0;
4308                     break;
4309                   }
4310               }
4311
4312           /* Merging failed.  */
4313           if (add)
4314             {
4315               info[num_prefetches].giv = iv;
4316               info[num_prefetches].class = bl;
4317               info[num_prefetches].index = index;
4318               info[num_prefetches].stride = stride;
4319               info[num_prefetches].base_address = address;
4320               info[num_prefetches].write = d.mem_write;
4321               info[num_prefetches].bytes_accessed = size;
4322               num_prefetches++;
4323               if (num_prefetches >= MAX_PREFETCHES)
4324                 {
4325                   if (loop_dump_stream)
4326                     fprintf (loop_dump_stream,
4327                              "Maximal number of prefetches exceeded.\n");
4328                   return;
4329                 }
4330             }
4331         }
4332     }
4333
4334   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4335     {
4336       int density;
4337
4338       /* Attempt to calculate the total number of bytes fetched by all
4339          iterations of the loop.  Avoid overflow.  */
4340       if (LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4341           && ((unsigned HOST_WIDE_INT) (0xffffffff / info[i].stride)
4342               >= LOOP_INFO (loop)->n_iterations))
4343         info[i].total_bytes = info[i].stride * LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
4344       else
4345         info[i].total_bytes = 0xffffffff;
4346
4347       density = info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride;
4348
4349       /* Prefetch might be worthwhile only when the loads/stores are dense.  */
4350       if (PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM)
4351         if (density * 256 > PREFETCH_DENSE_MEM * 100
4352             && (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4353                 >= PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MIN))
4354           {
4355             info[i].prefetch_before_loop = 1;
4356             info[i].prefetch_in_loop
4357               = (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4358                  > PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX);
4359           }
4360         else
4361           {
4362             info[i].prefetch_in_loop = 0, info[i].prefetch_before_loop = 0;
4363             if (loop_dump_stream)
4364               fprintf (loop_dump_stream,
4365                   "Prefetch: ignoring giv at %d: %d%% density is too low.\n",
4366                        INSN_UID (info[i].giv->insn), density);
4367           }
4368       else
4369         info[i].prefetch_in_loop = 1, info[i].prefetch_before_loop = 1;
4370
4371       /* Find how many prefetch instructions we'll use within the loop.  */
4372       if (info[i].prefetch_in_loop != 0)
4373         {
4374           info[i].prefetch_in_loop = ((info[i].stride + PREFETCH_BLOCK - 1)
4375                                   / PREFETCH_BLOCK);
4376           num_real_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4377           if (info[i].write)
4378             num_real_write_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4379         }
4380     }
4381
4382   /* Determine how many iterations ahead to prefetch within the loop, based
4383      on how many prefetches we currently expect to do within the loop.  */
4384   if (num_real_prefetches != 0)
4385     {
4386       if ((ahead = SIMULTANEOUS_PREFETCHES / num_real_prefetches) == 0)
4387         {
4388           if (loop_dump_stream)
4389             fprintf (loop_dump_stream,
4390                      "Prefetch: ignoring prefetches within loop: ahead is zero; %d < %d\n",
4391                      SIMULTANEOUS_PREFETCHES, num_real_prefetches);
4392           num_real_prefetches = 0, num_real_write_prefetches = 0;
4393         }
4394     }
4395   /* We'll also use AHEAD to determine how many prefetch instructions to
4396      emit before a loop, so don't leave it zero.  */
4397   if (ahead == 0)
4398     ahead = PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX;
4399
4400   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4401     {
4402       /* Update if we've decided not to prefetch anything within the loop.  */
4403       if (num_real_prefetches == 0)
4404         info[i].prefetch_in_loop = 0;
4405
4406       /* Find how many prefetch instructions we'll use before the loop.  */
4407       if (info[i].prefetch_before_loop != 0)
4408         {
4409           int n = info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK;
4410           if (n > ahead)
4411             n = ahead;
4412           info[i].prefetch_before_loop = n;
4413           num_prefetches_before += n;
4414           if (info[i].write)
4415             num_write_prefetches_before += n;
4416         }
4417
4418       if (loop_dump_stream)
4419         {
4420           if (info[i].prefetch_in_loop == 0
4421               && info[i].prefetch_before_loop == 0)
4422             continue;
4423           fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch insn: %d",
4424                    INSN_UID (info[i].giv->insn));
4425           fprintf (loop_dump_stream,
4426                    "; in loop: %d; before: %d; %s\n",
4427                    info[i].prefetch_in_loop,
4428                    info[i].prefetch_before_loop,
4429                    info[i].write ? "read/write" : "read only");
4430           fprintf (loop_dump_stream,
4431                    " density: %d%%; bytes_accessed: %u; total_bytes: %u\n",
4432                    (int) (info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride),
4433                    info[i].bytes_accessed, info[i].total_bytes);
4434           fprintf (loop_dump_stream, " index: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
4435                    "; stride: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "; address: ",
4436                    info[i].index, info[i].stride);
4437           print_rtl (loop_dump_stream, info[i].base_address);
4438           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4439         }
4440     }
4441
4442   if (num_real_prefetches + num_prefetches_before > 0)
4443     {
4444       /* Record that this loop uses prefetch instructions.  */
4445       LOOP_INFO (loop)->has_prefetch = 1;
4446
4447       if (loop_dump_stream)
4448         {
4449           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed within loop: %d (write: %d)\n",
4450                    num_real_prefetches, num_real_write_prefetches);
4451           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed before loop: %d (write: %d)\n",
4452                    num_prefetches_before, num_write_prefetches_before);
4453         }
4454     }
4455
4456   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4457     {
4458       int y;
4459
4460       for (y = 0; y < info[i].prefetch_in_loop; y++)
4461         {
4462           rtx loc = copy_rtx (*info[i].giv->location);
4463           rtx insn;
4464           int bytes_ahead = PREFETCH_BLOCK * (ahead + y);
4465           rtx before_insn = info[i].giv->insn;
4466           rtx prev_insn = PREV_INSN (info[i].giv->insn);
4467           rtx seq;
4468
4469           /* We can save some effort by offsetting the address on
4470              architectures with offsettable memory references.  */
4471           if (offsettable_address_p (0, VOIDmode, loc))
4472             loc = plus_constant (loc, bytes_ahead);
4473           else
4474             {
4475               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4476               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, loc, const1_rtx,
4477                                             GEN_INT (bytes_ahead), reg,
4478                                             0, before_insn);
4479               loc = reg;
4480             }
4481
4482           start_sequence ();
4483           /* Make sure the address operand is valid for prefetch.  */
4484           if (! (*insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].predicate)
4485                   (loc, insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].mode))
4486             loc = force_reg (Pmode, loc);
4487           emit_insn (gen_prefetch (loc, GEN_INT (info[i].write),
4488                                    GEN_INT (3)));
4489           seq = get_insns ();
4490           end_sequence ();
4491           emit_insn_before (seq, before_insn);
4492
4493           /* Check all insns emitted and record the new GIV
4494              information.  */
4495           insn = NEXT_INSN (prev_insn);
4496           while (insn != before_insn)
4497             {
4498               insn = check_insn_for_givs (loop, insn,
4499                                           info[i].giv->always_executed,
4500                                           info[i].giv->maybe_multiple);
4501               insn = NEXT_INSN (insn);
4502             }
4503         }
4504
4505       if (PREFETCH_BEFORE_LOOP)
4506         {
4507           /* Emit insns before the loop to fetch the first cache lines or,
4508              if we're not prefetching within the loop, everything we expect
4509              to need.  */
4510           for (y = 0; y < info[i].prefetch_before_loop; y++)
4511             {
4512               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4513               rtx loop_start = loop->start;
4514               rtx init_val = info[i].class->initial_value;
4515               rtx add_val = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode,
4516                                                  info[i].giv->add_val,
4517                                                  GEN_INT (y * PREFETCH_BLOCK));
4518
4519               /* Functions called by LOOP_IV_ADD_EMIT_BEFORE expect a
4520                  non-constant INIT_VAL to have the same mode as REG, which
4521                  in this case we know to be Pmode.  */
4522               if (GET_MODE (init_val) != Pmode && !CONSTANT_P (init_val))
4523                 {
4524                   rtx seq;
4525
4526                   start_sequence ();
4527                   init_val = convert_to_mode (Pmode, init_val, 0);
4528                   seq = get_insns ();
4529                   end_sequence ();
4530                   loop_insn_emit_before (loop, 0, loop_start, seq);
4531                 }
4532               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, init_val,
4533                                             info[i].giv->mult_val,
4534                                             add_val, reg, 0, loop_start);
4535               emit_insn_before (gen_prefetch (reg, GEN_INT (info[i].write),
4536                                               GEN_INT (3)),
4537                                 loop_start);
4538             }
4539         }
4540     }
4541
4542   return;
4543 }
4544 \f
4545 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
4546
4547 static rtx note_insn;
4548
4549 /* Dummy register to have nonzero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
4550
4551 static rtx addr_placeholder;
4552
4553 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
4554    for the strength reduction code.  */
4555
4556 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
4557    bivs, may cause problems.  */
4558
4559 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
4560    performance problems.
4561
4562    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
4563    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
4564    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
4565    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
4566    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
4567    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
4568
4569 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
4570    positive.  */
4571
4572 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
4573    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
4574    e.g. the VAX acb insn.  */
4575
4576 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
4577    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
4578    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
4579 \f
4580 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
4581    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
4582    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
4583
4584 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
4585    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
4586    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
4587
4588 static int
4589 back_branch_in_range_p (const struct loop *loop, rtx insn)
4590 {
4591   rtx p, q, target_insn;
4592   rtx loop_start = loop->start;
4593   rtx loop_end = loop->end;
4594   rtx orig_loop_end = loop->end;
4595
4596   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
4597   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
4598   if (BARRIER_P (loop_end))
4599     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
4600
4601   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
4602      deleted insn following it.  */
4603   while (INSN_DELETED_P (insn))
4604     insn = NEXT_INSN (insn);
4605
4606   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
4607      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
4608      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
4609   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
4610     return 0;
4611
4612   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
4613     {
4614       if (JUMP_P (p))
4615         {
4616           target_insn = JUMP_LABEL (p);
4617
4618           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
4619              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
4620              since insn may not have an LUID entry.  */
4621           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
4622             if (q == target_insn)
4623               return 1;
4624         }
4625     }
4626
4627   return 0;
4628 }
4629
4630 /* Scan the loop body and call FNCALL for each insn.  In the addition to the
4631    LOOP and INSN parameters pass MAYBE_MULTIPLE and NOT_EVERY_ITERATION to the
4632    callback.
4633
4634    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if current insn is not known to be executed at
4635    least once for every loop iteration except for the last one.
4636
4637    MAYBE_MULTIPLE is 1 if current insn may be executed more than once for every
4638    loop iteration.
4639  */
4640 typedef rtx (*loop_insn_callback) (struct loop *, rtx, int, int);
4641 static void
4642 for_each_insn_in_loop (struct loop *loop, loop_insn_callback fncall)
4643 {
4644   int not_every_iteration = 0;
4645   int maybe_multiple = 0;
4646   int past_loop_latch = 0;
4647   rtx p;
4648
4649   /* If loop_scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
4650      subversive use of gotos inside expression statements.  */
4651   if (prev_nonnote_insn (loop->scan_start) != prev_nonnote_insn (loop->start))
4652     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (loop, loop->scan_start);
4653
4654   /* Scan through loop and update NOT_EVERY_ITERATION and MAYBE_MULTIPLE.  */
4655   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
4656        p != NULL_RTX;
4657        p = next_insn_in_loop (loop, p))
4658     {
4659       p = fncall (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple);
4660
4661       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
4662          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
4663          jump insn between here and the end of the loop either
4664          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
4665          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
4666
4667       if (LABEL_P (p))
4668         {
4669           rtx insn = p;
4670
4671           maybe_multiple = 0;
4672
4673           while (1)
4674             {
4675               insn = NEXT_INSN (insn);
4676               if (insn == loop->scan_start)
4677                 break;
4678               if (insn == loop->end)
4679                 {
4680                   if (loop->top != 0)
4681                     insn = loop->top;
4682                   else
4683                     break;
4684                   if (insn == loop->scan_start)
4685                     break;
4686                 }
4687
4688               if (JUMP_P (insn)
4689                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
4690                   && (!any_condjump_p (insn)
4691                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
4692                           && JUMP_LABEL (insn) != loop->scan_start
4693                           && !loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
4694                 {
4695                   maybe_multiple = 1;
4696                   break;
4697                 }
4698             }
4699         }
4700
4701       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4702          on whether they will be executed during each iteration.  */
4703       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4704          code in scan_loop.  */
4705       if (JUMP_P (p)
4706       /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4707          beginning, don't set not_every_iteration for that.
4708          This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4709          will be executed if the loop is executed.  */
4710           && !(JUMP_LABEL (p) == loop->top
4711                && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
4712                     && any_uncondjump_p (p))
4713                    || (NEXT_INSN (p) == loop->end && any_condjump_p (p)))))
4714         {
4715           rtx label = 0;
4716
4717           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4718              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4719              loop->exits_labels list.  */
4720
4721           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
4722             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4723               break;
4724
4725           if (!label)
4726             not_every_iteration = 1;
4727         }
4728
4729       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
4730          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
4731          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
4732          a new loop iteration.
4733
4734          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
4735          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
4736          which immediately follows LOOP_START.  */
4737       if (JUMP_P (p)
4738           && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop->start))
4739         past_loop_latch = 1;
4740
4741       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4742          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4743          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4744          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4745
4746          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4747          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
4748          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
4749          executed each iteration.  */
4750
4751       if (not_every_iteration
4752           && !past_loop_latch
4753           && LABEL_P (p)
4754           && no_labels_between_p (p, loop->end))
4755         not_every_iteration = 0;
4756     }
4757 }
4758 \f
4759 static void
4760 loop_bivs_find (struct loop *loop)
4761 {
4762   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
4763   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4764   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4765   struct iv_class *bl, **backbl;
4766
4767   ivs->list = 0;
4768
4769   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_bivs);
4770
4771   /* Scan ivs->list to remove all regs that proved not to be bivs.
4772      Make a sanity check against regs->n_times_set.  */
4773   for (backbl = &ivs->list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
4774     {
4775       if (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4776           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
4777           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
4778           || regs->array[bl->regno].n_times_set != bl->biv_count
4779           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
4780              move.  So leave it alone.  */
4781           || ! bl->incremented)
4782         {
4783           if (loop_dump_stream)
4784             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: discarded, %s\n",
4785                      bl->regno,
4786                      (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4787                       ? "not induction variable"
4788                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
4789                          : "count error")));
4790
4791           REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
4792           *backbl = bl->next;
4793         }
4794       else
4795         {
4796           backbl = &bl->next;
4797
4798           if (loop_dump_stream)
4799             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: verified\n", bl->regno);
4800         }
4801     }
4802 }
4803
4804
4805 /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
4806    extended basic block.  */
4807 static void
4808 loop_bivs_init_find (struct loop *loop)
4809 {
4810   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4811   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4812   struct iv_class *bl;
4813   int call_seen;
4814   rtx p;
4815
4816   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
4817      halting at first label.  Also record any test condition.  */
4818
4819   call_seen = 0;
4820   for (p = loop->start; p && !LABEL_P (p); p = PREV_INSN (p))
4821     {
4822       rtx test;
4823
4824       note_insn = p;
4825
4826       if (CALL_P (p))
4827         call_seen = 1;
4828
4829       if (INSN_P (p))
4830         note_stores (PATTERN (p), record_initial, ivs);
4831
4832       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
4833          between it and the start of loop.  We only care about tests with
4834          constants and registers and only certain of those.  */
4835       if (JUMP_P (p)
4836           && JUMP_LABEL (p) != 0
4837           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop->end)
4838           && (test = get_condition_for_loop (loop, p)) != 0
4839           && REG_P (XEXP (test, 0))
4840           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
4841           && (bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (XEXP (test, 0)))) != 0
4842           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop->start)
4843           && bl->init_insn == 0)
4844         {
4845           /* If an NE test, we have an initial value!  */
4846           if (GET_CODE (test) == NE)
4847             {
4848               bl->init_insn = p;
4849               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
4850                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
4851             }
4852           else
4853             bl->initial_test = test;
4854         }
4855     }
4856 }
4857
4858
4859 /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
4860    initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
4861    in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
4862 static void
4863 loop_bivs_check (struct loop *loop)
4864 {
4865   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4866   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4867   struct iv_class *bl;
4868   struct iv_class **backbl;
4869
4870   for (backbl = &ivs->list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
4871     {
4872       rtx src;
4873       rtx note;
4874
4875       if (! bl->init_insn)
4876         continue;
4877
4878       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
4879          is a constant, use the value of that.  */
4880       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
4881            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
4882           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
4883               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
4884         src = XEXP (note, 0);
4885       else
4886         src = SET_SRC (bl->init_set);
4887
4888       if (loop_dump_stream)
4889         fprintf (loop_dump_stream,
4890                  "Biv %d: initialized at insn %d: initial value ",
4891                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
4892
4893       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
4894            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4895           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn,
4896                                     LOOP_INFO (loop)->pre_header_has_call,
4897                                     loop->start))
4898         {
4899           bl->initial_value = src;
4900
4901           if (loop_dump_stream)
4902             {
4903               print_simple_rtl (loop_dump_stream, src);
4904               fputc ('\n', loop_dump_stream);
4905             }
4906         }
4907       /* If we can't make it a giv,
4908          let biv keep initial value of "itself".  */
4909       else if (loop_dump_stream)
4910         fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4911     }
4912 }
4913
4914
4915 /* Search the loop for general induction variables.  */
4916
4917 static void
4918 loop_givs_find (struct loop* loop)
4919 {
4920   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_givs);
4921 }
4922
4923
4924 /* For each giv for which we still don't know whether or not it is
4925    replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4926    can be calculated.  */
4927
4928 static void
4929 loop_givs_check (struct loop *loop)
4930 {
4931   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4932   struct iv_class *bl;
4933
4934   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4935     {
4936       struct induction *v;
4937
4938       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4939         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4940           check_final_value (loop, v);
4941     }
4942 }
4943
4944 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
4945    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
4946    value of giv's.  */
4947
4948 static rtx
4949 fold_rtx_mult_add (rtx mult1, rtx mult2, rtx add1, enum machine_mode mode)
4950 {
4951   rtx temp, mult_res;
4952   rtx result;
4953
4954   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
4955      check to make sure.  */
4956   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
4957       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
4958       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
4959     abort ();
4960
4961   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
4962      will be a constant.  */
4963   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
4964     {
4965       temp = mult2;
4966       mult2 = mult1;
4967       mult1 = temp;
4968     }
4969
4970   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
4971   if (! mult_res)
4972     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
4973
4974   /* Again, put the constant second.  */
4975   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
4976     {
4977       temp = add1;
4978       add1 = mult_res;
4979       mult_res = temp;
4980     }
4981
4982   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
4983   if (! result)
4984     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
4985
4986   return result;
4987 }
4988
4989 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
4990    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
4991
4992    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
4993    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
4994
4995 static rtx
4996 biv_total_increment (const struct iv_class *bl)
4997 {
4998   struct induction *v;
4999   rtx result;
5000
5001   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
5002      instruction must be executed only once each time through the loop.
5003      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
5004      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
5005      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
5006      an increment).  */
5007
5008   result = const0_rtx;
5009   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5010     {
5011       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
5012           && ! v->maybe_multiple
5013           && SCALAR_INT_MODE_P (v->mode))
5014         {
5015           /* If we have already counted it, skip it.  */
5016           if (v->same)
5017             continue;
5018
5019           result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
5020         }
5021       else
5022         return 0;
5023     }
5024
5025   return result;
5026 }
5027
5028 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
5029    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
5030    the register to some value, and appears before the first use of the register
5031    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
5032
5033 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
5034    it can search past if statements and other similar structures.  */
5035
5036 static int
5037 reg_dead_after_loop (const struct loop *loop, rtx reg)
5038 {
5039   rtx insn, label;
5040   int jump_count = 0;
5041   int label_count = 0;
5042
5043   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
5044      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
5045      have any way to identify those, so we just give up if there are any
5046      such inner loop exits.  */
5047
5048   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5049     label_count++;
5050
5051   if (label_count != loop->exit_count)
5052     return 0;
5053
5054   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
5055      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
5056      list to it.  */
5057   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
5058   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
5059
5060   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5061     {
5062       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
5063          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
5064          a conditional jump.  */
5065
5066       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
5067       while (insn)
5068         {
5069           if (INSN_P (insn))
5070             {
5071               rtx set, note;
5072
5073               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
5074                 return 0;
5075
5076               note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
5077               if (note && reg_overlap_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
5078                 return 0;
5079
5080               set = single_set (insn);
5081               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
5082                 break;
5083
5084               if (JUMP_P (insn))
5085                 {
5086                   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
5087                     break;
5088                   else if (!any_uncondjump_p (insn)
5089                            /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
5090                            || jump_count++ > 20)
5091                     return 0;
5092                   else
5093                     insn = JUMP_LABEL (insn);
5094                 }
5095             }
5096
5097           insn = NEXT_INSN (insn);
5098         }
5099     }
5100
5101   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
5102   return 1;
5103 }
5104
5105 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
5106    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
5107
5108 static rtx
5109 final_biv_value (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5110 {
5111   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
5112   rtx increment, tem;
5113
5114   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
5115
5116   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
5117     return 0;
5118
5119   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
5120      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
5121      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
5122      no other loop exits, so we can return any value.  */
5123   if (bl->reversed)
5124     {
5125       if (loop_dump_stream)
5126         fprintf (loop_dump_stream,
5127                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
5128
5129       return const0_rtx;
5130     }
5131
5132   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
5133      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
5134      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
5135      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
5136      value of the biv must be invariant.  */
5137
5138   if (n_iterations != 0
5139       && ! loop->exit_count
5140       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
5141     {
5142       increment = biv_total_increment (bl);
5143
5144       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
5145         {
5146           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
5147              end to calculate this value into a temporary register in
5148              case it is needed later.  */
5149
5150           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
5151           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
5152           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
5153                                  bl->initial_value, tem);
5154
5155           if (loop_dump_stream)
5156             fprintf (loop_dump_stream,
5157                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
5158
5159           return tem;
5160         }
5161     }
5162
5163   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
5164   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
5165     {
5166       if (loop_dump_stream)
5167         fprintf (loop_dump_stream,
5168                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
5169                  bl->regno);
5170
5171       return const0_rtx;
5172     }
5173
5174   return 0;
5175 }
5176
5177 /* Return nonzero if it is possible to eliminate the biv BL provided
5178    all givs are reduced.  This is possible if either the reg is not
5179    used outside the loop, or we can compute what its final value will
5180    be.  */
5181
5182 static int
5183 loop_biv_eliminable_p (struct loop *loop, struct iv_class *bl,
5184                        int threshold, int insn_count)
5185 {
5186   /* For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
5187      don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for this
5188      biv.  */
5189
5190 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
5191   if (bl->nonneg)
5192     {
5193       if (loop_dump_stream)
5194         fprintf (loop_dump_stream,
5195                  "Cannot eliminate nonneg biv %d.\n", bl->regno);
5196       return 0;
5197     }
5198 #endif
5199
5200   /* Check that biv is used outside loop or if it has a final value.
5201      Compare against bl->init_insn rather than loop->start.  We aren't
5202      concerned with any uses of the biv between init_insn and
5203      loop->start since these won't be affected by the value of the biv
5204      elsewhere in the function, so long as init_insn doesn't use the
5205      biv itself.  */
5206
5207   if ((REGNO_LAST_LUID (bl->regno) < INSN_LUID (loop->end)
5208        && bl->init_insn
5209        && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
5210        && REGNO_FIRST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (bl->init_insn)
5211        && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
5212       || (bl->final_value = final_biv_value (loop, bl)))
5213     return maybe_eliminate_biv (loop, bl, 0, threshold, insn_count);
5214
5215   if (loop_dump_stream)
5216     {
5217       fprintf (loop_dump_stream,
5218                "Cannot eliminate biv %d.\n",
5219                bl->regno);
5220       fprintf (loop_dump_stream,
5221                "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
5222                REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
5223                REGNO_LAST_UID (bl->regno));
5224     }
5225   return 0;
5226 }
5227
5228
5229 /* Reduce each giv of BL that we have decided to reduce.  */
5230
5231 static void
5232 loop_givs_reduce (struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5233 {
5234   struct induction *v;
5235
5236   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5237     {
5238       struct induction *tv;
5239       if (! v->ignore && v->same == 0)
5240         {
5241           int auto_inc_opt = 0;
5242
5243           /* If the code for derived givs immediately below has already
5244              allocated a new_reg, we must keep it.  */
5245           if (! v->new_reg)
5246             v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
5247
5248 #ifdef AUTO_INC_DEC
5249           /* If the target has auto-increment addressing modes, and
5250              this is an address giv, then try to put the increment
5251              immediately after its use, so that flow can create an
5252              auto-increment addressing mode.  */
5253           /* Don't do this for loops entered at the bottom, to avoid
5254              this invalid transformation:
5255                 jmp L;          ->          jmp L;
5256              TOP:                       TOP:
5257                 use giv                     use giv
5258              L:                             inc giv
5259                 inc biv                 L:
5260                 test biv                    test giv
5261                 cbr TOP                     cbr TOP
5262           */
5263           if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
5264               && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
5265               /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
5266                  does not have a valid INSN_LUID.  */
5267               && ! bl->reversed
5268               && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
5269               && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop
5270               && !loop->top)    
5271             {
5272               /* If other giv's have been combined with this one, then
5273                  this will work only if all uses of the other giv's occur
5274                  before this giv's insn.  This is difficult to check.
5275
5276                  We simplify this by looking for the common case where
5277                  there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
5278                  last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
5279                  increment occurs after the address giv, then we can
5280                  perform the optimization.  (Otherwise, the increment
5281                  would have to go before other_giv, and we would not be
5282                  able to combine it with the address giv to get an
5283                  auto-inc address.)  */
5284               if (v->combined_with)
5285                 {
5286                   struct induction *other_giv = 0;
5287
5288                   for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
5289                     if (tv->same == v)
5290                       {
5291                         if (other_giv)
5292                           break;
5293                         else
5294                           other_giv = tv;
5295                       }
5296                   if (! tv && other_giv
5297                       && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
5298                       && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
5299                           == INSN_UID (v->insn))
5300                       && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
5301                     auto_inc_opt = 1;
5302                 }
5303               /* Check for case where increment is before the address
5304                  giv.  Do this test in "loop order".  */
5305               else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
5306                         && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5307                             || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
5308                                 > INSN_LUID (loop->scan_start))))
5309                        || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5310                            && (INSN_LUID (loop->scan_start)
5311                                < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
5312                 auto_inc_opt = -1;
5313               else
5314                 auto_inc_opt = 1;
5315
5316 #ifdef HAVE_cc0
5317               {
5318                 rtx prev;
5319
5320                 /* We can't put an insn immediately after one setting
5321                    cc0, or immediately before one using cc0.  */
5322                 if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
5323                     || (auto_inc_opt == -1
5324                         && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
5325                         && INSN_P (prev)
5326                         && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
5327                   auto_inc_opt = 0;
5328               }
5329 #endif
5330
5331               if (auto_inc_opt)
5332                 v->auto_inc_opt = 1;
5333             }
5334 #endif
5335
5336           /* For each place where the biv is incremented, add an insn
5337              to increment the new, reduced reg for the giv.  */
5338           for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
5339             {
5340               rtx insert_before;
5341
5342               /* Skip if location is the same as a previous one.  */
5343               if (tv->same)
5344                 continue;
5345               if (! auto_inc_opt)
5346                 insert_before = NEXT_INSN (tv->insn);
5347               else if (auto_inc_opt == 1)
5348                 insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
5349               else
5350                 insert_before = v->insn;
5351
5352               if (tv->mult_val == const1_rtx)
5353                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5354                                               v->new_reg, v->new_reg,
5355                                               0, insert_before);
5356               else /* tv->mult_val == const0_rtx */
5357                 /* A multiply is acceptable here
5358                    since this is presumed to be seldom executed.  */
5359                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5360                                               v->add_val, v->new_reg,
5361                                               0, insert_before);
5362             }
5363
5364           /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
5365
5366           loop_iv_add_mult_hoist (loop,
5367                                   extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5368                                   v->mult_val, v->add_val, v->new_reg);
5369         }
5370     }
5371 }
5372
5373
5374 /* Check for givs whose first use is their definition and whose
5375    last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
5376    dead and should not be used to derive another giv nor to
5377    eliminate a biv.  */
5378
5379 static void
5380 loop_givs_dead_check (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, struct iv_class *bl)
5381 {
5382   struct induction *v;
5383
5384   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5385     {
5386       if (v->ignore
5387           || (v->same && v->same->ignore))
5388         continue;
5389
5390       if (v->giv_type == DEST_REG
5391           && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
5392         {
5393           struct induction *v1;
5394
5395           for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
5396             if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
5397               v->maybe_dead = 1;
5398         }
5399     }
5400 }
5401
5402
5403 static void
5404 loop_givs_rescan (struct loop *loop, struct iv_class *bl, rtx *reg_map)
5405 {
5406   struct induction *v;
5407
5408   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5409     {
5410       if (v->same && v->same->ignore)
5411         v->ignore = 1;
5412
5413       if (v->ignore)
5414         continue;
5415
5416       /* Update expression if this was combined, in case other giv was
5417          replaced.  */
5418       if (v->same)
5419         v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
5420                                   v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
5421
5422       /* See if this register is known to be a pointer to something.  If
5423          so, see if we can find the alignment.  First see if there is a
5424          destination register that is a pointer.  If so, this shares the
5425          alignment too.  Next see if we can deduce anything from the
5426          computational information.  If not, and this is a DEST_ADDR
5427          giv, at least we know that it's a pointer, though we don't know
5428          the alignment.  */
5429       if (REG_P (v->new_reg)
5430           && v->giv_type == DEST_REG
5431           && REG_POINTER (v->dest_reg))
5432         mark_reg_pointer (v->new_reg,
5433                           REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->dest_reg)));
5434       else if (REG_P (v->new_reg)
5435                && REG_POINTER (v->src_reg))
5436         {
5437           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->src_reg));
5438
5439           if (align == 0
5440               || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
5441               || INTVAL (v->add_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5442             align = 0;
5443
5444           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5445         }
5446       else if (REG_P (v->new_reg)
5447                && REG_P (v->add_val)
5448                && REG_POINTER (v->add_val))
5449         {
5450           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->add_val));
5451
5452           if (align == 0 || GET_CODE (v->mult_val) != CONST_INT
5453               || INTVAL (v->mult_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5454             align = 0;
5455
5456           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5457         }
5458       else if (REG_P (v->new_reg) && v->giv_type == DEST_ADDR)
5459         mark_reg_pointer (v->new_reg, 0);
5460
5461       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
5462         /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
5463            this giv.  */
5464         validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
5465       else if (v->replaceable)
5466         {
5467           reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
5468         }
5469       else
5470         {
5471           rtx original_insn = v->insn;
5472           rtx note;
5473
5474           /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
5475              the reduced giv, same as above.  */
5476           v->insn = loop_insn_emit_after (loop, 0, original_insn,
5477                                           gen_move_insn (v->dest_reg,
5478                                                          v->new_reg));
5479
5480           /* The original insn may have a REG_EQUAL note.  This note is
5481              now incorrect and may result in invalid substitutions later.
5482              The original insn is dead, but may be part of a libcall
5483              sequence, which doesn't seem worth the bother of handling.  */
5484           note = find_reg_note (original_insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5485           if (note)
5486             remove_note (original_insn, note);
5487         }
5488
5489       /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
5490          biv, and which are live outside the loop, must be set to their
5491          correct final value.  This insn is only needed if the giv is
5492          not replaceable.  The correct final value is the same as the
5493          value that the giv starts the reversed loop with.  */
5494       if (bl->reversed && ! v->replaceable)
5495         loop_iv_add_mult_sink (loop,
5496                                extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5497                                v->mult_val, v->add_val, v->dest_reg);
5498       else if (v->final_value)
5499         loop_insn_sink_or_swim (loop,
5500                                 gen_load_of_final_value (v->dest_reg,
5501                                                          v->final_value));
5502
5503       if (loop_dump_stream)
5504         {
5505           fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
5506                    INSN_UID (v->insn));
5507           print_simple_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
5508           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5509         }
5510     }
5511 }
5512
5513
5514 static int
5515 loop_giv_reduce_benefit (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
5516                          struct iv_class *bl, struct induction *v,
5517                          rtx test_reg)
5518 {
5519   int add_cost;
5520   int benefit;
5521
5522   benefit = v->benefit;
5523   PUT_MODE (test_reg, v->mode);
5524   add_cost = iv_add_mult_cost (bl->biv->add_val, v->mult_val,
5525                                test_reg, test_reg);
5526
5527   /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert a
5528      move-insn to replace the insn that calculates this giv.  Don't do
5529      this unless the giv is a user variable, since it will often be
5530      marked non-replaceable because of the duplication of the exit
5531      code outside the loop.  In such a case, the copies we insert are
5532      dead and will be deleted.  So they don't have a cost.  Similar
5533      situations exist.  */
5534   /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job of
5535      finding replaceable giv's, and hence this code may no longer be
5536      necessary.  */
5537   if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
5538       && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
5539     benefit -= copy_cost;
5540
5541   /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will insert
5542      to increment the reduced reg for the giv.  ??? This can
5543      overestimate the run-time cost of the additional insns, e.g. if
5544      there are multiple basic blocks that increment the biv, but only
5545      one of these blocks is executed during each iteration.  There is
5546      no good way to detect cases like this with the current structure
5547      of the loop optimizer.  This code is more accurate for
5548      determining code size than run-time benefits.  */
5549   benefit -= add_cost * bl->biv_count;
5550
5551   /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
5552      unchanged (recompute it from the biv each time it is used).  This
5553      decision can be made independently for each giv.  */
5554
5555 #ifdef AUTO_INC_DEC
5556   /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
5557      new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
5558      add_cost that was done above).  */
5559   if (v->giv_type == DEST_ADDR
5560       /* Increasing the benefit is risky, since this is only a guess.
5561          Avoid increasing register pressure in cases where there would
5562          be no other benefit from reducing this giv.  */
5563       && benefit > 0
5564       && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
5565     {
5566       int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (v->mem));
5567
5568       if (HAVE_POST_INCREMENT
5569           && INTVAL (v->mult_val) == size)
5570         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5571       else if (HAVE_PRE_INCREMENT
5572                && INTVAL (v->mult_val) == size)
5573         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5574       else if (HAVE_POST_DECREMENT
5575                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5576         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5577       else if (HAVE_PRE_DECREMENT
5578                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5579         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5580     }
5581 #endif
5582
5583   return benefit;
5584 }
5585
5586
5587 /* Free IV structures for LOOP.  */
5588
5589 static void
5590 loop_ivs_free (struct loop *loop)
5591 {
5592   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5593   struct iv_class *iv = ivs->list;
5594
5595   free (ivs->regs);
5596
5597   while (iv)
5598     {
5599       struct iv_class *next = iv->next;
5600       struct induction *induction;
5601       struct induction *next_induction;
5602
5603       for (induction = iv->biv; induction; induction = next_induction)
5604         {
5605           next_induction = induction->next_iv;
5606           free (induction);
5607         }
5608       for (induction = iv->giv; induction; induction = next_induction)
5609         {
5610           next_induction = induction->next_iv;
5611           free (induction);
5612         }
5613
5614       free (iv);
5615       iv = next;
5616     }
5617 }
5618
5619 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
5620    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
5621    the SET_SRC of REG.  */
5622
5623 static rtx
5624 loop_find_equiv_value (const struct loop *loop, rtx reg)
5625 {
5626   rtx loop_start = loop->start;
5627   rtx insn, set;
5628   rtx ret;
5629
5630   ret = reg;
5631   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
5632     {
5633       if (LABEL_P (insn))
5634         break;
5635
5636       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
5637         {
5638           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
5639              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
5640              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
5641           if ((set = single_set (insn))
5642               && (SET_DEST (set) == reg))
5643             {
5644               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5645
5646               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
5647                  Other things, divide in particular, will cause
5648                  problems later if we use them.  */
5649               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
5650                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
5651                 ret = XEXP (note, 0);
5652               else
5653                 ret = SET_SRC (set);
5654
5655               /* We cannot do this if it changes between the
5656                  assignment and loop start though.  */
5657               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
5658                 ret = reg;
5659             }
5660           break;
5661         }
5662     }
5663   return ret;
5664 }
5665
5666 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
5667    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
5668    REG or a PLUS of a REG.  */
5669
5670 static rtx
5671 find_common_reg_term (rtx op0, rtx op1)
5672 {
5673   if ((REG_P (op0) || GET_CODE (op0) == PLUS)
5674       && (REG_P (op1) || GET_CODE (op1) == PLUS))
5675     {
5676       rtx op00;
5677       rtx op01;
5678       rtx op10;
5679       rtx op11;
5680
5681       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
5682         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
5683       else
5684         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
5685
5686       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
5687         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
5688       else
5689         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
5690
5691       /* Find and return common register term if present.  */
5692       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
5693         return op00;
5694       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
5695         return op01;
5696     }
5697
5698   /* No common register term found.  */
5699   return NULL_RTX;
5700 }
5701
5702 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
5703    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
5704    be calculated, otherwise returns zero.  */
5705
5706 static unsigned HOST_WIDE_INT
5707 loop_iterations (struct loop *loop)
5708 {
5709   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
5710   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5711   rtx comparison, comparison_value;
5712   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
5713   enum rtx_code comparison_code;
5714   HOST_WIDE_INT inc;
5715   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
5716   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
5717   int off_by_one;
5718   int increment_dir;
5719   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
5720   rtx last_loop_insn;
5721   struct iv_class *bl;
5722
5723   loop_info->n_iterations = 0;
5724   loop_info->initial_value = 0;
5725   loop_info->initial_equiv_value = 0;
5726   loop_info->comparison_value = 0;
5727   loop_info->final_value = 0;
5728   loop_info->final_equiv_value = 0;
5729   loop_info->increment = 0;
5730   loop_info->iteration_var = 0;
5731   loop_info->iv = 0;
5732
5733   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
5734      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
5735      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
5736      loop_end.  */
5737   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
5738
5739   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
5740      at the end of the loop.  The following code assumes that
5741      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
5742   if (!JUMP_P (last_loop_insn))
5743     {
5744       if (loop_dump_stream)
5745         fprintf (loop_dump_stream,
5746                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
5747       return 0;
5748     }
5749
5750   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
5751      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
5752   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
5753     {
5754       if (loop_dump_stream)
5755         fprintf (loop_dump_stream,
5756                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
5757       return 0;
5758     }
5759
5760   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
5761      branch, and the insn before tests a register value, make that the
5762      iteration variable.  */
5763
5764   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
5765   if (comparison == 0)
5766     {
5767       if (loop_dump_stream)
5768         fprintf (loop_dump_stream,
5769                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
5770       return 0;
5771     }
5772
5773   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
5774      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
5775
5776   comparison_code = GET_CODE (comparison);
5777   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
5778   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
5779
5780   if (!REG_P (iteration_var))
5781     {
5782       if (loop_dump_stream)
5783         fprintf (loop_dump_stream,
5784                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
5785       return 0;
5786     }
5787
5788   /* The only new registers that are created before loop iterations
5789      are givs made from biv increments or registers created by
5790      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
5791      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
5792      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
5793
5794   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs
5795       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
5796     abort ();
5797
5798   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
5799      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
5800      the strength reduction pass to calculate these values.  */
5801
5802   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
5803   initial_value = 0;
5804   increment = 0;
5805
5806   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
5807      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
5808      value if possible.  */
5809
5810   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
5811      reg_iv_type entry for it.  */
5812   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
5813     {
5814       if (loop_dump_stream)
5815         fprintf (loop_dump_stream,
5816                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
5817       return 0;
5818     }
5819
5820   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
5821      could result in a number of iterations greater than the range of our
5822      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
5823   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
5824             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5825     {
5826       if (loop_dump_stream)
5827         fprintf (loop_dump_stream,
5828                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
5829       return 0;
5830     }
5831   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
5832     {
5833       if (loop_dump_stream)
5834         fprintf (loop_dump_stream,
5835                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
5836       return 0;
5837     }
5838
5839   /* Try swapping the comparison to identify a suitable iv.  */
5840   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != BASIC_INDUCT
5841       && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != GENERAL_INDUCT
5842       && REG_P (comparison_value)
5843       && REGNO (comparison_value) < ivs->n_regs)
5844     {
5845       rtx temp = comparison_value;
5846       comparison_code = swap_condition (comparison_code);
5847       comparison_value = iteration_var;
5848       iteration_var = temp;
5849     }
5850
5851   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
5852     {
5853       if (REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
5854         abort ();
5855
5856       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
5857       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
5858       initial_value = bl->initial_value;
5859       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
5860         {
5861           if (loop_dump_stream)
5862             fprintf (loop_dump_stream,
5863                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
5864           return 0;
5865         }
5866
5867       increment = biv_total_increment (bl);
5868     }
5869   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
5870     {
5871       HOST_WIDE_INT offset = 0;
5872       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
5873       rtx biv_initial_value;
5874
5875       if (REGNO (v->src_reg) >= ivs->n_regs)
5876         abort ();
5877
5878       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
5879         {
5880           if (loop_dump_stream)
5881             fprintf (loop_dump_stream,
5882                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
5883           return 0;
5884         }
5885
5886       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
5887
5888       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
5889
5890       increment = biv_total_increment (bl);
5891       if (increment)
5892         {
5893           struct induction *biv_inc;
5894
5895           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
5896                                          extend_value_for_giv (v, increment),
5897                                          const0_rtx, v->mode);
5898           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
5899              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
5900              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
5901              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
5902              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
5903              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
5904           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
5905             {
5906               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
5907                 {
5908                   if (REG_P (biv_inc->add_val))
5909                     {
5910                       if (loop_dump_stream)
5911                         fprintf (loop_dump_stream,
5912                                  "Loop iterations: Basic induction var add_val is REG %d.\n",
5913                                  REGNO (biv_inc->add_val));
5914                         return 0;
5915                     }
5916
5917                   /* If we have already counted it, skip it.  */
5918                   if (biv_inc->same)
5919                     continue;
5920
5921                   offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
5922                 }
5923             }
5924         }
5925       if (loop_dump_stream)
5926         fprintf (loop_dump_stream,
5927                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
5928                  (long) offset);
5929
5930       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
5931          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
5932       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
5933       initial_value
5934         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
5935                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
5936                              v->add_val, v->mode);
5937     }
5938   else
5939     {
5940       if (loop_dump_stream)
5941         fprintf (loop_dump_stream,
5942                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
5943       return 0;
5944     }
5945
5946   if (initial_value == 0)
5947     return 0;
5948
5949   unsigned_p = 0;
5950   off_by_one = 0;
5951   switch (comparison_code)
5952     {
5953     case LEU:
5954       unsigned_p = 1;
5955     case LE:
5956       compare_dir = 1;
5957       off_by_one = 1;
5958       break;
5959     case GEU:
5960       unsigned_p = 1;
5961     case GE:
5962       compare_dir = -1;
5963       off_by_one = -1;
5964       break;
5965     case EQ:
5966       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
5967       compare_dir = 0;
5968       break;
5969     case LTU:
5970       unsigned_p = 1;
5971     case LT:
5972       compare_dir = 1;
5973       break;
5974     case GTU:
5975       unsigned_p = 1;
5976     case GT:
5977       compare_dir = -1;
5978       break;
5979     case NE:
5980       compare_dir = 0;
5981       break;
5982     default:
5983       abort ();
5984     }
5985
5986   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
5987      its value from the insns before the start of the loop.  */
5988
5989   final_value = comparison_value;
5990   if (REG_P (comparison_value)
5991       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
5992     {
5993       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
5994
5995       /* If we don't get an invariant final value, we are better
5996          off with the original register.  */
5997       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
5998         final_value = comparison_value;
5999     }
6000
6001   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
6002      (on the last successful iteration).  The exact final value
6003      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
6004      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
6005      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
6006      initial_value) % increment != 0.
6007      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
6008      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
6009      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
6010   if (off_by_one)
6011     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
6012
6013   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
6014      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
6015      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
6016      optimizations may obscure the loop's structure.
6017
6018      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
6019      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
6020      Only the difference between final_value and initial_value is
6021      important.  Note that final_value is only approximate.  */
6022   loop_info->initial_value = initial_value;
6023   loop_info->comparison_value = comparison_value;
6024   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
6025   loop_info->increment = increment;
6026   loop_info->iteration_var = iteration_var;
6027   loop_info->comparison_code = comparison_code;
6028   loop_info->iv = bl;
6029
6030   /* Try to determine the iteration count for loops such
6031      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
6032      loop optimization twice, the first pass often converts simple
6033      loops into this form.  */
6034
6035   if (REG_P (initial_value))
6036     {
6037       rtx reg1;
6038       rtx reg2;
6039       rtx const2;
6040
6041       reg1 = initial_value;
6042       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
6043         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
6044       else
6045         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
6046
6047       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
6048          where reg1 != reg2.  */
6049       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
6050         {
6051           rtx temp;
6052
6053           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
6054              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
6055           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
6056
6057           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
6058             initial_value = temp;
6059           else if (loop_invariant_p (loop, reg2))
6060             {
6061               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
6062                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
6063                  the latter case for now since it is not so common.  */
6064               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
6065
6066               if (temp == loop_info->iteration_var)
6067                 temp = initial_value;
6068               if (temp == reg1)
6069                 final_value = (const2 == const0_rtx)
6070                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
6071             }
6072         }
6073     }
6074
6075   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
6076   loop_info->final_equiv_value = final_value;
6077
6078   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
6079      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
6080      return early for any other reason.  */
6081   if (comparison_code == EQ)
6082     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
6083
6084   if (increment == 0)
6085     {
6086       if (loop_dump_stream)
6087         fprintf (loop_dump_stream,
6088                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
6089       return 0;
6090     }
6091
6092   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6093     {
6094       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
6095       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
6096          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
6097       if (REG_P (increment) || GET_CODE (increment) == SUBREG)
6098         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
6099
6100       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6101         {
6102           if (loop_dump_stream)
6103             {
6104               fprintf (loop_dump_stream,
6105                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
6106               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
6107               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6108             }
6109           return 0;
6110         }
6111       loop_info->increment = increment;
6112     }
6113
6114   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
6115     {
6116       if (loop_dump_stream)
6117         {
6118           fprintf (loop_dump_stream,
6119                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
6120           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
6121           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6122         }
6123       return 0;
6124     }
6125   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
6126     {
6127       if (loop_dump_stream)
6128         {
6129           fprintf (loop_dump_stream,
6130                    "Loop iterations: Final value not constant ");
6131           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
6132           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6133         }
6134       return 0;
6135     }
6136   else if (comparison_code == EQ)
6137     {
6138       rtx inc_once;
6139
6140       if (loop_dump_stream)
6141         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
6142
6143       inc_once = gen_int_mode (INTVAL (initial_value) + INTVAL (increment),
6144                                GET_MODE (iteration_var));
6145
6146       if (inc_once == final_value)
6147         {
6148           /* The iterator value once through the loop is equal to the
6149              comparison value.  Either we have an infinite loop, or
6150              we'll loop twice.  */
6151           if (increment == const0_rtx)
6152             return 0;
6153           loop_info->n_iterations = 2;
6154         }
6155       else
6156         loop_info->n_iterations = 1;
6157
6158       if (GET_CODE (loop_info->initial_value) == CONST_INT)
6159         loop_info->final_value
6160           = gen_int_mode ((INTVAL (loop_info->initial_value)
6161                            + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6162                           GET_MODE (iteration_var));
6163       else
6164         loop_info->final_value
6165           = plus_constant (loop_info->initial_value,
6166                            loop_info->n_iterations * INTVAL (increment));
6167       loop_info->final_equiv_value
6168         = gen_int_mode ((INTVAL (initial_value)
6169                          + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6170                         GET_MODE (iteration_var));
6171       return loop_info->n_iterations;
6172     }
6173
6174   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
6175   if (unsigned_p)
6176     final_larger
6177       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6178          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
6179         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6180            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
6181   else
6182     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
6183       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
6184
6185   if (INTVAL (increment) > 0)
6186     increment_dir = 1;
6187   else if (INTVAL (increment) == 0)
6188     increment_dir = 0;
6189   else
6190     increment_dir = -1;
6191
6192   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
6193      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
6194      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
6195      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
6196      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
6197      Only try to optimize the normal cases.  */
6198
6199   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
6200      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
6201      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
6202      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
6203      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
6204
6205   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
6206      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
6207      eliminate all of these special checks, and just always assume
6208      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
6209      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
6210      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
6211      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
6212      loops can be optimized.
6213
6214      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
6215      because the action on overflow is undefined.
6216
6217      See also the special test for NE loops below.  */
6218
6219   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
6220       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
6221     /* Normal case.  */
6222     ;
6223   else
6224     {
6225       if (loop_dump_stream)
6226         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
6227       return 0;
6228     }
6229
6230   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
6231      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
6232      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
6233
6234   inc = INTVAL (increment);
6235   if (inc > 0)
6236     {
6237       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
6238       abs_inc = inc;
6239     }
6240   else if (inc < 0)
6241     {
6242       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
6243       abs_inc = -inc;
6244     }
6245   else
6246     abort ();
6247
6248   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
6249      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
6250      into the picture due to sign extension of initial and final
6251      values.  */
6252   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT) 1
6253                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
6254                << 1) - 1;
6255
6256   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
6257      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
6258      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
6259      can not calculate the number of iterations.  */
6260   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
6261     return 0;
6262
6263   /* Note that the number of iterations could be calculated using
6264      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
6265      handle potential overflow of the summation.  */
6266   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
6267   return loop_info->n_iterations;
6268 }
6269
6270 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
6271
6272    Pseudo registers created during this function will be beyond the
6273    last valid index in several tables including
6274    REGS->ARRAY[I].N_TIMES_SET and REGNO_LAST_UID.  This does not cause a
6275    problem here, because the added registers cannot be givs outside of
6276    their loop, and hence will never be reconsidered.  But scan_loop
6277    must check regnos to make sure they are in bounds.  */
6278
6279 static void
6280 strength_reduce (struct loop *loop, int flags)
6281 {
6282   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
6283   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6284   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6285   rtx p;
6286   /* Temporary list pointer for traversing ivs->list.  */
6287   struct iv_class *bl;
6288   /* Ratio of extra register life span we can justify
6289      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
6290      since in that case saving an insn makes more difference
6291      and more registers are available.  */
6292   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
6293   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
6294   /* Map of pseudo-register replacements.  */
6295   rtx *reg_map = NULL;
6296   int reg_map_size;
6297   rtx test_reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
6298   int insn_count = count_insns_in_loop (loop);
6299
6300   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
6301
6302   ivs->n_regs = max_reg_before_loop;
6303   ivs->regs = xcalloc (ivs->n_regs, sizeof (struct iv));
6304
6305   /* Find all BIVs in loop.  */
6306   loop_bivs_find (loop);
6307
6308   /* Exit if there are no bivs.  */
6309   if (! ivs->list)
6310     {
6311       loop_ivs_free (loop);
6312       return;
6313     }
6314
6315   /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
6316      extended basic block.  */
6317   loop_bivs_init_find (loop);
6318
6319   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
6320      initial value from any initializing insns set up above.  */
6321   loop_bivs_check (loop);
6322
6323   /* Search the loop for general induction variables.  */
6324   loop_givs_find (loop);
6325
6326   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
6327      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
6328      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
6329      fail if the iteration variable is a giv.  */
6330   loop_iterations (loop);
6331
6332 #ifdef HAVE_prefetch
6333   if (flags & LOOP_PREFETCH)
6334     emit_prefetch_instructions (loop);
6335 #endif
6336
6337   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
6338      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
6339      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
6340      so that final_giv_value will work correctly.  */
6341   loop_givs_check (loop);
6342
6343   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
6344      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
6345      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
6346   check_dbra_loop (loop, insn_count);
6347
6348   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
6349      Some givs might have been made from biv increments, so look at
6350      ivs->reg_iv_type for a suitable size.  */
6351   reg_map_size = ivs->n_regs;
6352   reg_map = xcalloc (reg_map_size, sizeof (rtx));
6353
6354   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
6355      variable elimination.  */
6356
6357   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
6358     {
6359       struct induction *v;
6360       int benefit;
6361
6362       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
6363          provided all givs are reduced.  */
6364       bl->eliminable = loop_biv_eliminable_p (loop, bl, threshold, insn_count);
6365
6366       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
6367          biv have been strength reduced.
6368          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
6369       bl->all_reduced = 1;
6370
6371       /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
6372          root biv is safe from wrapping in the interior mode.  */
6373       check_ext_dependent_givs (loop, bl);
6374
6375       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
6376       combine_givs (regs, bl);
6377
6378       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6379         {
6380           struct induction *tv;
6381
6382           if (v->ignore || v->same)
6383             continue;
6384
6385           benefit = loop_giv_reduce_benefit (loop, bl, v, test_reg);
6386
6387           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
6388              flag, and clear bl->all_reduced.  */
6389
6390           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
6391              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
6392              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
6393              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
6394              exit.  */
6395
6396           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
6397               && ! bl->reversed)
6398             {
6399               if (loop_dump_stream)
6400                 fprintf (loop_dump_stream,
6401                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
6402                          INSN_UID (v->insn),
6403                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
6404               v->ignore = 1;
6405               bl->all_reduced = 0;
6406             }
6407           else
6408             {
6409               /* Check that we can increment the reduced giv without a
6410                  multiply insn.  If not, reject it.  */
6411
6412               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
6413                 if (tv->mult_val == const1_rtx
6414                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
6415                   {
6416                     if (loop_dump_stream)
6417                       fprintf (loop_dump_stream,
6418                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
6419                                INSN_UID (v->insn));
6420                     v->ignore = 1;
6421                     bl->all_reduced = 0;
6422                     break;
6423                   }
6424             }
6425         }
6426
6427       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
6428          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
6429          dead and should not be used to derive another giv nor to
6430          eliminate a biv.  */
6431       loop_givs_dead_check (loop, bl);
6432
6433       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
6434       loop_givs_reduce (loop, bl);
6435
6436       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
6437          as not reduced.
6438
6439          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
6440          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
6441          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
6442       loop_givs_rescan (loop, bl, reg_map);
6443
6444       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
6445          merit it.  */
6446
6447       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
6448          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
6449          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
6450          combined with.
6451
6452          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where
6453          a giv's new_reg is a complex value that can't be put in the
6454          insn but the giv combined with (with a reg as new_reg) is
6455          marked maybe_dead.  Since the register will be used in either
6456          case, we'd prefer it be used from the simpler giv.  */
6457
6458       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6459         if (! v->maybe_dead && v->same)
6460           v->same->maybe_dead = 0;
6461
6462       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
6463          This won't work if ! bl->all_reduced,
6464          since the givs we planned to use might not have been reduced.
6465
6466          We have to be careful that we didn't initially think we could
6467          eliminate this biv because of a giv that we now think may be
6468          dead and shouldn't be used as a biv replacement.
6469
6470          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
6471          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
6472          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
6473          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
6474          replace it with a compare with a constant will fail.
6475
6476          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
6477          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
6478          doing so in the rare cases where it can occur.  */
6479
6480       if (bl->all_reduced == 1 && bl->eliminable
6481           && maybe_eliminate_biv (loop, bl, 1, threshold, insn_count))
6482         {
6483           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
6484              or otherwise drop straight in, based on this test, then
6485              we might want to rewrite it also.  This way some later
6486              pass has more hope of removing the initialization of this
6487              biv entirely.  */
6488
6489           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
6490              and we must emit an insn to set it just in case.
6491
6492              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
6493              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
6494              proper final value for such a biv here anyways.  */
6495           if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6496               loop_insn_sink_or_swim (loop,
6497                                       gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6498                                                                bl->final_value));
6499
6500           if (loop_dump_stream)
6501             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
6502                      bl->regno);
6503         }
6504       /* See above note wrt final_value.  But since we couldn't eliminate
6505          the biv, we must set the value after the loop instead of before.  */
6506       else if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6507         loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6508                                                        bl->final_value));
6509     }
6510
6511   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
6512      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
6513
6514   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
6515     if (INSN_P (p))
6516       {
6517         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6518         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6519         INSN_CODE (p) = -1;
6520       }
6521
6522   if (loop_dump_stream)
6523     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
6524
6525   loop_ivs_free (loop);
6526   if (reg_map)
6527     free (reg_map);
6528 }
6529 \f
6530 /*Record all basic induction variables calculated in the insn.  */
6531 static rtx
6532 check_insn_for_bivs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6533                      int maybe_multiple)
6534 {
6535   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6536   rtx set;
6537   rtx dest_reg;
6538   rtx inc_val;
6539   rtx mult_val;
6540   rtx *location;
6541
6542   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6543       && (set = single_set (p))
6544       && REG_P (SET_DEST (set)))
6545     {
6546       dest_reg = SET_DEST (set);
6547       if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6548           && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
6549           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
6550         {
6551           if (basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
6552                                    GET_MODE (SET_SRC (set)),
6553                                    dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
6554                                    &location))
6555             {
6556               /* It is a possible basic induction variable.
6557                  Create and initialize an induction structure for it.  */
6558
6559               struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6560
6561               record_biv (loop, v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
6562                           not_every_iteration, maybe_multiple);
6563               REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
6564             }
6565           else if (REGNO (dest_reg) < ivs->n_regs)
6566             REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
6567         }
6568     }
6569   return p;
6570 }
6571 \f
6572 /* Record all givs calculated in the insn.
6573    A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
6574    biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
6575 static rtx
6576 check_insn_for_givs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6577                      int maybe_multiple)
6578 {
6579   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6580
6581   rtx set;
6582   /* Look for a general induction variable in a register.  */
6583   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6584       && (set = single_set (p))
6585       && REG_P (SET_DEST (set))
6586       && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
6587     {
6588       rtx src_reg;
6589       rtx dest_reg;
6590       rtx add_val;
6591       rtx mult_val;
6592       rtx ext_val;
6593       int benefit;
6594       rtx regnote = 0;
6595       rtx last_consec_insn;
6596
6597       dest_reg = SET_DEST (set);
6598       if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
6599         return p;
6600
6601       if (/* SET_SRC is a giv.  */
6602           (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
6603                                   &mult_val, &ext_val, 0, &benefit, VOIDmode)
6604            /* Equivalent expression is a giv.  */
6605            || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6606                && general_induction_var (loop, XEXP (regnote, 0), &src_reg,
6607                                          &add_val, &mult_val, &ext_val, 0,
6608                                          &benefit, VOIDmode)))
6609           /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
6610              We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
6611           && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6612           /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
6613           && dest_reg != src_reg
6614           /* This must be the only place where the register is set.  */
6615           && (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set == 1
6616               /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
6617               || (benefit = consec_sets_giv (loop, benefit, p,
6618                                              src_reg, dest_reg,
6619                                              &add_val, &mult_val, &ext_val,
6620                                              &last_consec_insn))))
6621         {
6622           struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6623
6624           /* If this is a library call, increase benefit.  */
6625           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6626             benefit += libcall_benefit (p);
6627
6628           /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
6629           if (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set != 1)
6630             p = last_consec_insn;
6631
6632           record_giv (loop, v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val,
6633                       ext_val, benefit, DEST_REG, not_every_iteration,
6634                       maybe_multiple, (rtx*) 0);
6635
6636         }
6637     }
6638
6639   /* Look for givs which are memory addresses.  */
6640   if (NONJUMP_INSN_P (p))
6641     find_mem_givs (loop, PATTERN (p), p, not_every_iteration,
6642                    maybe_multiple);
6643
6644   /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
6645      change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
6646   if (INSN_P (p) || LABEL_P (p))
6647     update_giv_derive (loop, p);
6648   return p;
6649 }
6650 \f
6651 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
6652    compared against in an initial test).
6653
6654    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
6655    the current insn and the start of the loop.
6656
6657    INSN is the insn containing X.  */
6658
6659 static int
6660 valid_initial_value_p (rtx x, rtx insn, int call_seen, rtx loop_start)
6661 {
6662   if (CONSTANT_P (x))
6663     return 1;
6664
6665   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
6666      we know.  */
6667   if (!REG_P (x)
6668       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6669     return 0;
6670
6671   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
6672      some machines, don't use any hard registers at all.  */
6673   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
6674       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
6675           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
6676     return 0;
6677
6678   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
6679      loop.  */
6680   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
6681     return 0;
6682
6683   return 1;
6684 }
6685 \f
6686 /* Scan X for memory refs and check each memory address
6687    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
6688    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
6689    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
6690    more than once in each loop iteration.  */
6691
6692 static void
6693 find_mem_givs (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
6694                int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6695 {
6696   int i, j;
6697   enum rtx_code code;
6698   const char *fmt;
6699
6700   if (x == 0)
6701     return;
6702
6703   code = GET_CODE (x);
6704   switch (code)
6705     {
6706     case REG:
6707     case CONST_INT:
6708     case CONST:
6709     case CONST_DOUBLE:
6710     case SYMBOL_REF:
6711     case LABEL_REF:
6712     case PC:
6713     case CC0:
6714     case ADDR_VEC:
6715     case ADDR_DIFF_VEC:
6716     case USE:
6717     case CLOBBER:
6718       return;
6719
6720     case MEM:
6721       {
6722         rtx src_reg;
6723         rtx add_val;
6724         rtx mult_val;
6725         rtx ext_val;
6726         int benefit;
6727
6728         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
6729            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
6730            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
6731            this one would not be seen.  */
6732
6733         if (general_induction_var (loop, XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
6734                                    &mult_val, &ext_val, 1, &benefit,
6735                                    GET_MODE (x)))
6736           {
6737             /* Found one; record it.  */
6738             struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6739
6740             record_giv (loop, v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
6741                         add_val, ext_val, benefit, DEST_ADDR,
6742                         not_every_iteration, maybe_multiple, &XEXP (x, 0));
6743
6744             v->mem = x;
6745           }
6746       }
6747       return;
6748
6749     default:
6750       break;
6751     }
6752
6753   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
6754
6755   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6756   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
6757     if (fmt[i] == 'e')
6758       find_mem_givs (loop, XEXP (x, i), insn, not_every_iteration,
6759                      maybe_multiple);
6760     else if (fmt[i] == 'E')
6761       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6762         find_mem_givs (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
6763                        maybe_multiple);
6764 }
6765 \f
6766 /* Fill in the data about one biv update.
6767    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
6768    allocated by the caller, with alloca.)
6769    INSN is the insn that sets it.
6770    DEST_REG is the biv's reg.
6771
6772    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
6773    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
6774    being set to INC_VAL.
6775
6776    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
6777    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
6778    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
6779    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
6780    executed exactly once per iteration.  */
6781
6782 static void
6783 record_biv (struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn, rtx dest_reg,
6784             rtx inc_val, rtx mult_val, rtx *location,
6785             int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6786 {
6787   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6788   struct iv_class *bl;
6789
6790   v->insn = insn;
6791   v->src_reg = dest_reg;
6792   v->dest_reg = dest_reg;
6793   v->mult_val = mult_val;
6794   v->add_val = inc_val;
6795   v->ext_dependent = NULL_RTX;
6796   v->location = location;
6797   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
6798   v->always_computable = ! not_every_iteration;
6799   v->always_executed = ! not_every_iteration;
6800   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6801   v->same = 0;
6802
6803   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
6804      if this is the first incrementation of the reg.  */
6805
6806   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg));
6807   if (bl == 0)
6808     {
6809       /* Create and initialize new iv_class.  */
6810
6811       bl = xmalloc (sizeof (struct iv_class));
6812
6813       bl->regno = REGNO (dest_reg);
6814       bl->biv = 0;
6815       bl->giv = 0;
6816       bl->biv_count = 0;
6817       bl->giv_count = 0;
6818
6819       /* Set initial value to the reg itself.  */
6820       bl->initial_value = dest_reg;
6821       bl->final_value = 0;
6822       /* We haven't seen the initializing insn yet.  */
6823       bl->init_insn = 0;
6824       bl->init_set = 0;
6825       bl->initial_test = 0;
6826       bl->incremented = 0;
6827       bl->eliminable = 0;
6828       bl->nonneg = 0;
6829       bl->reversed = 0;
6830       bl->total_benefit = 0;
6831
6832       /* Add this class to ivs->list.  */
6833       bl->next = ivs->list;
6834       ivs->list = bl;
6835
6836       /* Put it in the array of biv register classes.  */
6837       REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg)) = bl;
6838     }
6839   else
6840     {
6841       /* Check if location is the same as a previous one.  */
6842       struct induction *induction;
6843       for (induction = bl->biv; induction; induction = induction->next_iv)
6844         if (location == induction->location)
6845           {
6846             v->same = induction;
6847             break;
6848           }
6849     }
6850
6851   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
6852   v->next_iv = bl->biv;
6853   bl->biv = v;
6854   bl->biv_count++;
6855   if (mult_val == const1_rtx)
6856     bl->incremented = 1;
6857
6858   if (loop_dump_stream)
6859     loop_biv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
6860 }
6861 \f
6862 /* Fill in the data about one giv.
6863    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
6864    allocated by the caller, with alloca.)
6865    INSN is the insn that sets it.
6866    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
6867    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
6868    into a register or is used as a memory address.
6869
6870    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
6871    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
6872    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
6873    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
6874
6875 static void
6876 record_giv (const struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn,
6877             rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx mult_val, rtx add_val,
6878             rtx ext_val, int benefit, enum g_types type,
6879             int not_every_iteration, int maybe_multiple, rtx *location)
6880 {
6881   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6882   struct induction *b;
6883   struct iv_class *bl;
6884   rtx set = single_set (insn);
6885   rtx temp;
6886
6887   /* Attempt to prove constantness of the values.  Don't let simplify_rtx
6888      undo the MULT canonicalization that we performed earlier.  */
6889   temp = simplify_rtx (add_val);
6890   if (temp
6891       && ! (GET_CODE (add_val) == MULT
6892             && GET_CODE (temp) == ASHIFT))
6893     add_val = temp;
6894
6895   v->insn = insn;
6896   v->src_reg = src_reg;
6897   v->giv_type = type;
6898   v->dest_reg = dest_reg;
6899   v->mult_val = mult_val;
6900   v->add_val = add_val;
6901   v->ext_dependent = ext_val;
6902   v->benefit = benefit;
6903   v->location = location;
6904   v->cant_derive = 0;
6905   v->combined_with = 0;
6906   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6907   v->maybe_dead = 0;
6908   v->derive_adjustment = 0;
6909   v->same = 0;
6910   v->ignore = 0;
6911   v->new_reg = 0;
6912   v->final_value = 0;
6913   v->same_insn = 0;
6914   v->auto_inc_opt = 0;
6915   v->shared = 0;
6916
6917   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
6918      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
6919      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
6920      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
6921      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
6922      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
6923      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
6924
6925   if (type == DEST_ADDR)
6926     v->always_computable = 1;
6927   else
6928     v->always_computable = ! not_every_iteration;
6929
6930   v->always_executed = ! not_every_iteration;
6931
6932   if (type == DEST_ADDR)
6933     {
6934       v->mode = GET_MODE (*location);
6935       v->lifetime = 1;
6936     }
6937   else /* type == DEST_REG */
6938     {
6939       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
6940
6941       v->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, REGNO (dest_reg));
6942
6943       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
6944          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
6945          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
6946       if (v->lifetime == 0)
6947         v->ignore = 1;
6948
6949       REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6950       REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
6951     }
6952
6953   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
6954
6955   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (src_reg));
6956   if (bl)
6957     {
6958       v->next_iv = bl->giv;
6959       bl->giv = v;
6960       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
6961          insns that calculate givs.  */
6962       if (type == DEST_REG)
6963         bl->giv_count++;
6964       bl->total_benefit += benefit;
6965     }
6966   else
6967     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
6968     abort ();
6969
6970   if (type == DEST_ADDR)
6971     {
6972       v->replaceable = 1;
6973       v->not_replaceable = 0;
6974     }
6975   else
6976     {
6977       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
6978          of the following conditions are true:
6979          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
6980            on which the giv is used at all
6981            (there are two ways to deduce this:
6982             either the insn is executed on every iteration,
6983             or all uses follow that insn in the same basic block),
6984          - the giv is not used outside the loop
6985          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
6986
6987       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
6988           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
6989           && REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg))
6990           < INSN_LUID (loop->end)
6991           && (! not_every_iteration
6992               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
6993         {
6994           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
6995              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
6996
6997           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
6998              and last use of the giv.
6999
7000              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
7001              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
7002              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
7003              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
7004              useful as a biv, because it is used in two different loops.
7005              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
7006              using this biv anyways.  */
7007
7008           v->replaceable = 1;
7009           v->not_replaceable = 0;
7010           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7011             {
7012               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
7013                   || ((INSN_LUID (b->insn)
7014                        >= REGNO_FIRST_LUID (REGNO (dest_reg)))
7015                       && (INSN_LUID (b->insn)
7016                           <= REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg)))))
7017                 {
7018                   v->replaceable = 0;
7019                   v->not_replaceable = 1;
7020                   break;
7021                 }
7022             }
7023
7024           /* If there are any backwards branches that go from after the
7025              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
7026           if (v->replaceable)
7027             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7028               if (back_branch_in_range_p (loop, b->insn))
7029                 {
7030                   v->replaceable = 0;
7031                   v->not_replaceable = 1;
7032                   break;
7033                 }
7034         }
7035       else
7036         {
7037           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
7038              decide.  */
7039           v->replaceable = 0;
7040           v->not_replaceable = 0;
7041         }
7042     }
7043
7044   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
7045      combine_givs.  */
7046   {
7047     rtx tem = add_val;
7048
7049     v->no_const_addval = 1;
7050     if (tem == const0_rtx)
7051       ;
7052     else if (CONSTANT_P (add_val))
7053       v->no_const_addval = 0;
7054     if (GET_CODE (tem) == PLUS)
7055       {
7056         while (1)
7057           {
7058             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
7059               tem = XEXP (tem, 0);
7060             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
7061               tem = XEXP (tem, 1);
7062             else
7063               break;
7064           }
7065         if (CONSTANT_P (XEXP (tem, 1)))
7066           v->no_const_addval = 0;
7067       }
7068   }
7069
7070   if (loop_dump_stream)
7071     loop_giv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
7072 }
7073
7074 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
7075    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
7076
7077 static rtx
7078 final_giv_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7079 {
7080   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7081   struct iv_class *bl;
7082   rtx insn;
7083   rtx increment, tem;
7084   rtx seq;
7085   rtx loop_end = loop->end;
7086   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
7087
7088   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
7089
7090   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
7091      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
7092      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
7093      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
7094   if (bl->reversed)
7095     {
7096       if (loop_dump_stream)
7097         fprintf (loop_dump_stream,
7098                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
7099                  REGNO (v->dest_reg));
7100       return const0_rtx;
7101     }
7102
7103   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
7104      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
7105      and the insn that sets the giv must be executed on every iteration
7106      (otherwise the giv may not have its final value when the loop exits).  */
7107
7108   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
7109      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
7110      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
7111      to be known.  */
7112
7113   if (n_iterations != 0
7114       && ! loop->exit_count
7115       && v->always_executed)
7116     {
7117       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
7118          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
7119          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
7120          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
7121          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
7122          biv value here if it is not eliminable.  */
7123
7124       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
7125          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
7126          be valid if it is invariant.  */
7127
7128       increment = biv_total_increment (bl);
7129
7130       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
7131           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
7132         {
7133           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
7134              (n_iterations * increment) + initial_value */
7135
7136           /* The loop exit value of the giv is then
7137              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
7138              The extra increments are any increments to the biv which
7139              occur in the loop after the giv's value is calculated.
7140              We must search from the insn that sets the giv to the end
7141              of the loop to calculate this value.  */
7142
7143           /* Put the final biv value in tem.  */
7144           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
7145           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
7146           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
7147                                  GEN_INT (n_iterations),
7148                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
7149                                  tem);
7150
7151           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
7152           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
7153                insn = NEXT_INSN (insn))
7154             {
7155               struct induction *biv;
7156
7157               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7158                 if (biv->insn == insn)
7159                   {
7160                     start_sequence ();
7161                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
7162                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
7163                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
7164                     seq = get_insns ();
7165                     end_sequence ();
7166                     loop_insn_sink (loop, seq);
7167                   }
7168             }
7169
7170           /* Now calculate the giv's final value.  */
7171           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
7172
7173           if (loop_dump_stream)
7174             fprintf (loop_dump_stream,
7175                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
7176                      REGNO (v->dest_reg));
7177
7178           return tem;
7179         }
7180     }
7181
7182   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
7183   if (v->replaceable)
7184     abort ();
7185
7186   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
7187   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
7188     {
7189       if (loop_dump_stream)
7190         fprintf (loop_dump_stream,
7191                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
7192                  REGNO (v->dest_reg));
7193
7194       return const0_rtx;
7195     }
7196
7197   return 0;
7198 }
7199
7200 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
7201    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
7202    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
7203    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
7204    have been identified.  */
7205
7206 static void
7207 check_final_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7208 {
7209   rtx final_value = 0;
7210
7211   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
7212      replaceable above in record_giv.  */
7213
7214   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
7215      of the following conditions are true:
7216      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
7217        on which the giv is used at all
7218        (there are two ways to deduce this:
7219         either the insn is executed on every iteration,
7220         or all uses follow that insn in the same basic block),
7221      - its final value can be calculated (this condition is different
7222        than the one above in record_giv)
7223      - it's not used before the it's set
7224      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
7225
7226 #if 0
7227   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
7228   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
7229   v->replaceable = 0;
7230 #endif
7231
7232   if ((final_value = final_giv_value (loop, v))
7233       && (v->always_executed
7234           || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
7235     {
7236       int biv_increment_seen = 0, before_giv_insn = 0;
7237       rtx p = v->insn;
7238       rtx last_giv_use;
7239
7240       v->replaceable = 1;
7241       v->not_replaceable = 0;
7242
7243       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
7244          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
7245          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
7246          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
7247
7248       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
7249          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
7250          that sets the giv, and search around the loop until we come
7251          back to that insn again.
7252
7253          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
7254          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
7255          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
7256          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
7257          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
7258          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
7259          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
7260
7261       last_giv_use = v->insn;
7262
7263       while (1)
7264         {
7265           p = NEXT_INSN (p);
7266           if (p == loop->end)
7267             {
7268               before_giv_insn = 1;
7269               p = NEXT_INSN (loop->start);
7270             }
7271           if (p == v->insn)
7272             break;
7273
7274           if (INSN_P (p))
7275             {
7276               /* It is possible for the BIV increment to use the GIV if we
7277                  have a cycle.  Thus we must be sure to check each insn for
7278                  both BIV and GIV uses, and we must check for BIV uses
7279                  first.  */
7280
7281               if (! biv_increment_seen
7282                   && reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
7283                 biv_increment_seen = 1;
7284
7285               if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
7286                 {
7287                   if (biv_increment_seen || before_giv_insn)
7288                     {
7289                       v->replaceable = 0;
7290                       v->not_replaceable = 1;
7291                       break;
7292                     }
7293                   last_giv_use = p;
7294                 }
7295             }
7296         }
7297
7298       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
7299          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
7300          replaceable.  */
7301
7302       if (v->replaceable)
7303         {
7304           p = v->insn;
7305           while (1)
7306             {
7307               p = NEXT_INSN (p);
7308               if (p == loop->end)
7309                 p = NEXT_INSN (loop->start);
7310               if (p == last_giv_use)
7311                 break;
7312
7313               if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
7314                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
7315                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
7316                        && loop_insn_first_p (loop->start, JUMP_LABEL (p)))
7317                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
7318                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop->end))))
7319                 {
7320                   v->replaceable = 0;
7321                   v->not_replaceable = 1;
7322
7323                   if (loop_dump_stream)
7324                     fprintf (loop_dump_stream,
7325                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
7326
7327                   break;
7328                 }
7329             }
7330         }
7331
7332       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
7333       if (v->replaceable)
7334         v->final_value = final_value;
7335     }
7336
7337   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
7338     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
7339              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
7340 }
7341 \f
7342 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
7343
7344    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
7345    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
7346    another giv.
7347
7348    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
7349    derive another giv once a label has been passed.
7350
7351    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
7352
7353 static void
7354 update_giv_derive (const struct loop *loop, rtx p)
7355 {
7356   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7357   struct iv_class *bl;
7358   struct induction *biv, *giv;
7359   rtx tem;
7360   int dummy;
7361
7362   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
7363
7364      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
7365      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
7366      derive any givs after a label is passed.
7367
7368      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
7369      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
7370      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
7371      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
7372      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
7373      sub-cases within this case.
7374
7375      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
7376      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
7377      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
7378      this extra tracking doesn't seem worth it).
7379
7380      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
7381      executed multiple times.  We are actually only concerned about
7382      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
7383      on the jump again here.
7384
7385      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
7386      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
7387      the giv cannot derive further givs.  */
7388
7389   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
7390     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7391       if (LABEL_P (p) || JUMP_P (p)
7392           || biv->insn == p)
7393         {
7394           /* Skip if location is the same as a previous one.  */
7395           if (biv->same)
7396             continue;
7397
7398           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
7399             {
7400               /* If cant_derive is already true, there is no point in
7401                  checking all of these conditions again.  */
7402               if (giv->cant_derive)
7403                 continue;
7404
7405               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
7406                  it cannot derive anything.  */
7407               if (LABEL_P (p) && ! giv->always_computable)
7408                 giv->cant_derive = 1;
7409
7410               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
7411                  they are really invariants.  Also skip those that are
7412                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
7413                  any biv update.  */
7414               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
7415                 continue;
7416
7417               /* The only way we can allow this giv to derive another
7418                  is if this is a biv increment and we can form the product
7419                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
7420                  be able to compute a compensation.  */
7421               else if (biv->insn == p)
7422                 {
7423                   rtx ext_val_dummy;
7424
7425                   tem = 0;
7426                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
7427                     tem = simplify_giv_expr (loop,
7428                                              gen_rtx_MULT (giv->mode,
7429                                                            biv->add_val,
7430                                                            giv->mult_val),
7431                                              &ext_val_dummy, &dummy);
7432
7433                   if (tem && giv->derive_adjustment)
7434                     tem = simplify_giv_expr
7435                       (loop,
7436                        gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
7437                        &ext_val_dummy, &dummy);
7438
7439                   if (tem)
7440                     giv->derive_adjustment = tem;
7441                   else
7442                     giv->cant_derive = 1;
7443                 }
7444               else if ((LABEL_P (p) && ! biv->always_computable)
7445                        || (JUMP_P (p) && biv->maybe_multiple))
7446                 giv->cant_derive = 1;
7447             }
7448         }
7449 }
7450 \f
7451 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
7452    X is the source of insn P, or a part of it.
7453    MODE is the mode in which X should be interpreted.
7454
7455    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
7456    We accept patterns of these forms:
7457      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
7458      REG = INVARIANT + REG
7459
7460    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
7461    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
7462    we found the additive term into *LOCATION.
7463
7464    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
7465    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
7466
7467    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
7468    whose mode was promoted.  In that case, an increment
7469    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
7470    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
7471    into the variable.
7472
7473    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
7474    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
7475    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
7476    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
7477
7478    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
7479    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
7480    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
7481    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
7482    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
7483    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
7484    not ZERO_EXTEND.
7485
7486    If we cannot find a biv, we return 0.  */
7487
7488 static int
7489 basic_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, enum machine_mode mode,
7490                      rtx dest_reg, rtx p, rtx *inc_val, rtx *mult_val,
7491                      rtx **location)
7492 {
7493   enum rtx_code code;
7494   rtx *argp, arg;
7495   rtx insn, set = 0, last, inc;
7496
7497   code = GET_CODE (x);
7498   *location = NULL;
7499   switch (code)
7500     {
7501     case PLUS:
7502       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
7503           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
7504               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
7505               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
7506         {
7507           argp = &XEXP (x, 1);
7508         }
7509       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
7510                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
7511                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
7512                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
7513         {
7514           argp = &XEXP (x, 0);
7515         }
7516       else
7517         return 0;
7518
7519       arg = *argp;
7520       if (loop_invariant_p (loop, arg) != 1)
7521         return 0;
7522
7523       /* convert_modes can emit new instructions, e.g. when arg is a loop
7524          invariant MEM and dest_reg has a different mode.
7525          These instructions would be emitted after the end of the function
7526          and then *inc_val would be an uninitialized pseudo.
7527          Detect this and bail in this case.
7528          Other alternatives to solve this can be introducing a convert_modes
7529          variant which is allowed to fail but not allowed to emit new
7530          instructions, emit these instructions before loop start and let
7531          it be garbage collected if *inc_val is never used or saving the
7532          *inc_val initialization sequence generated here and when *inc_val
7533          is going to be actually used, emit it at some suitable place.  */
7534       last = get_last_insn ();
7535       inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
7536       if (get_last_insn () != last)
7537         {
7538           delete_insns_since (last);
7539           return 0;
7540         }
7541
7542       *inc_val = inc;
7543       *mult_val = const1_rtx;
7544       *location = argp;
7545       return 1;
7546
7547     case SUBREG:
7548       /* If what's inside the SUBREG is a BIV, then the SUBREG.  This will
7549          handle addition of promoted variables.
7550          ??? The comment at the start of this function is wrong: promoted
7551          variable increments don't look like it says they do.  */
7552       return basic_induction_var (loop, SUBREG_REG (x),
7553                                   GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
7554                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7555
7556     case REG:
7557       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
7558          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
7559
7560       /* If this sets a register to itself, we would repeat any previous
7561          biv increment if we applied this strategy blindly.  */
7562       if (rtx_equal_p (dest_reg, x))
7563         return 0;
7564
7565       insn = p;
7566       while (1)
7567         {
7568           rtx dest;
7569           do
7570             {
7571               insn = PREV_INSN (insn);
7572             }
7573           while (insn && NOTE_P (insn)
7574                  && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7575
7576           if (!insn)
7577             break;
7578           set = single_set (insn);
7579           if (set == 0)
7580             break;
7581           dest = SET_DEST (set);
7582           if (dest == x
7583               || (GET_CODE (dest) == SUBREG
7584                   && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (dest)) <= UNITS_PER_WORD)
7585                   && (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest)) == MODE_INT)
7586                   && SUBREG_REG (dest) == x))
7587             return basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
7588                                         (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
7589                                          ? GET_MODE (x)
7590                                          : GET_MODE (SET_SRC (set))),
7591                                         dest_reg, insn,
7592                                         inc_val, mult_val, location);
7593
7594           while (GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
7595                  || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
7596                  || GET_CODE (dest) == SUBREG
7597                  || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
7598             dest = XEXP (dest, 0);
7599           if (dest == x)
7600             break;
7601         }
7602       /* Fall through.  */
7603
7604       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
7605          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
7606          as a biv of the outer loop,
7607          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
7608     case MEM:
7609       if (loop_invariant_p (loop, x) != 1)
7610         return 0;
7611     case CONST_INT:
7612     case SYMBOL_REF:
7613     case CONST:
7614       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
7615          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
7616          would be a useful iterator anyways.  convert_modes aborts if we try to
7617          convert a float mode to non-float or vice versa too.  */
7618       if (loop->level == 1
7619           && GET_MODE_CLASS (mode) == GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg))
7620           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC)
7621         {
7622           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
7623           last = get_last_insn ();
7624           inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
7625           if (get_last_insn () != last)
7626             {
7627               delete_insns_since (last);
7628               return 0;
7629             }
7630
7631           *inc_val = inc;
7632           *mult_val = const0_rtx;
7633           return 1;
7634         }
7635       else
7636         return 0;
7637
7638     case SIGN_EXTEND:
7639       /* Ignore this BIV if signed arithmetic overflow is defined.  */
7640       if (flag_wrapv)
7641         return 0;
7642       return basic_induction_var (loop, XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7643                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7644
7645     case ASHIFTRT:
7646       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
7647       for (insn = PREV_INSN (p);
7648            (insn && NOTE_P (insn)
7649             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7650            insn = PREV_INSN (insn))
7651         ;
7652
7653       if (insn)
7654         set = single_set (insn);
7655
7656       if (! rtx_equal_p (dest_reg, XEXP (x, 0))
7657           && set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
7658           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
7659           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
7660           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
7661           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
7662         return basic_induction_var (loop, XEXP (SET_SRC (set), 0),
7663                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7664                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
7665                                     location);
7666       return 0;
7667
7668     default:
7669       return 0;
7670     }
7671 }
7672 \f
7673 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
7674    function   of a basic induction variable,
7675    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
7676    The coefficients can be any loop invariant quantity.
7677    A giv need not be computed directly from the biv;
7678    it can be computed by way of other givs.  */
7679
7680 /* Determine whether X computes a giv.
7681    If it does, return a nonzero value
7682      which is the benefit from eliminating the computation of X;
7683    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
7684    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
7685      such that the value of X is biv * mult + add;  */
7686
7687 static int
7688 general_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, rtx *src_reg,
7689                        rtx *add_val, rtx *mult_val, rtx *ext_val,
7690                        int is_addr, int *pbenefit,
7691                        enum machine_mode addr_mode)
7692 {
7693   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7694   rtx orig_x = x;
7695
7696   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
7697   if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
7698     return 0;
7699
7700   *pbenefit = 0;
7701   *ext_val = NULL_RTX;
7702   x = simplify_giv_expr (loop, x, ext_val, pbenefit);
7703   if (x == 0)
7704     return 0;
7705
7706   switch (GET_CODE (x))
7707     {
7708     case USE:
7709     case CONST_INT:
7710       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
7711          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
7712          with.  */
7713       *src_reg = ivs->list->biv->dest_reg;
7714       *mult_val = const0_rtx;
7715       *add_val = x;
7716       break;
7717
7718     case REG:
7719       /* This is equivalent to a BIV.  */
7720       *src_reg = x;
7721       *mult_val = const1_rtx;
7722       *add_val = const0_rtx;
7723       break;
7724
7725     case PLUS:
7726       /* Either (plus (biv) (invar)) or
7727          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
7728       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
7729         {
7730           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
7731           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
7732         }
7733       else
7734         {
7735           *src_reg = XEXP (x, 0);
7736           *mult_val = const1_rtx;
7737         }
7738       *add_val = XEXP (x, 1);
7739       break;
7740
7741     case MULT:
7742       /* ADD_VAL is zero.  */
7743       *src_reg = XEXP (x, 0);
7744       *mult_val = XEXP (x, 1);
7745       *add_val = const0_rtx;
7746       break;
7747
7748     default:
7749       abort ();
7750     }
7751
7752   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
7753      unless they are CONST_INT).  */
7754   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
7755     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
7756   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
7757     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
7758
7759   if (is_addr)
7760     *pbenefit += address_cost (orig_x, addr_mode) - reg_address_cost;
7761   else
7762     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
7763
7764   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
7765      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
7766      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
7767   return 1;
7768 }
7769 \f
7770 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
7771    We will canonicalize it to be of the form
7772         (plus (mult (BIV) (invar_1))
7773               (invar_2))
7774    with possible degeneracies.
7775
7776    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
7777    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
7778    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
7779    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
7780
7781    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
7782    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
7783    returns 0.
7784
7785    For a nonzero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
7786    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
7787
7788    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
7789
7790 static rtx sge_plus (enum machine_mode, rtx, rtx);
7791 static rtx sge_plus_constant (rtx, rtx);
7792
7793 static rtx
7794 simplify_giv_expr (const struct loop *loop, rtx x, rtx *ext_val, int *benefit)
7795 {
7796   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7797   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
7798   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
7799   rtx arg0, arg1;
7800   rtx tem;
7801
7802   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
7803      mode, this can't be a giv.  */
7804   if (mode != VOIDmode
7805       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
7806           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
7807     return NULL_RTX;
7808
7809   switch (GET_CODE (x))
7810     {
7811     case PLUS:
7812       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7813       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7814       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7815         return NULL_RTX;
7816
7817       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
7818       if ((GET_CODE (arg0) == USE
7819            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7820           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
7821                  && GET_CODE (arg1) == USE)
7822                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
7823         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7824
7825       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
7826       if (arg1 == const0_rtx)
7827         return arg0;
7828       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
7829         switch (GET_CODE (arg0))
7830           {
7831           case CONST_INT:
7832           case USE:
7833             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
7834                addition operation inside a USE and return it.  */
7835             if (GET_CODE (arg0) == USE)
7836               arg0 = XEXP (arg0, 0);
7837             if (GET_CODE (arg1) == USE)
7838               arg1 = XEXP (arg1, 0);
7839
7840             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7841               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7842             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
7843               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
7844             else
7845               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
7846
7847             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
7848               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
7849             return tem;
7850
7851           case REG:
7852           case MULT:
7853             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
7854             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
7855
7856           case PLUS:
7857             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
7858             return
7859               simplify_giv_expr (loop,
7860                                  gen_rtx_PLUS (mode,
7861                                                XEXP (arg0, 0),
7862                                                gen_rtx_PLUS (mode,
7863                                                              XEXP (arg0, 1),
7864                                                              arg1)),
7865                                  ext_val, benefit);
7866
7867           default:
7868             abort ();
7869           }
7870
7871       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
7872          MULT to reduce cases.  */
7873       if (REG_P (arg0))
7874         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
7875       if (REG_P (arg1))
7876         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
7877
7878       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7879          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7880          Recurse to associate the second PLUS.  */
7881       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
7882         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7883
7884       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
7885         return
7886           simplify_giv_expr (loop,
7887                              gen_rtx_PLUS (mode,
7888                                            gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
7889                                                          XEXP (arg1, 0)),
7890                                            XEXP (arg1, 1)),
7891                              ext_val, benefit);
7892
7893       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
7894       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
7895         return NULL_RTX;
7896
7897       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
7898         return NULL_RTX;
7899
7900       return simplify_giv_expr (loop,
7901                                 gen_rtx_MULT (mode,
7902                                               XEXP (arg0, 0),
7903                                               gen_rtx_PLUS (mode,
7904                                                             XEXP (arg0, 1),
7905                                                             XEXP (arg1, 1))),
7906                                 ext_val, benefit);
7907
7908     case MINUS:
7909       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
7910       return simplify_giv_expr (loop,
7911                                 gen_rtx_PLUS (mode,
7912                                               XEXP (x, 0),
7913                                               gen_rtx_MULT (mode,
7914                                                             XEXP (x, 1),
7915                                                             constm1_rtx)),
7916                                 ext_val, benefit);
7917
7918     case MULT:
7919       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7920       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7921       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7922         return NULL_RTX;
7923
7924       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
7925       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7926           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
7927         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7928
7929       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
7930       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
7931         return NULL_RTX;
7932
7933       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
7934       if (arg1 == const0_rtx)
7935         return const0_rtx;
7936
7937       else if (arg1 == const1_rtx)
7938         return arg0;
7939
7940       switch (GET_CODE (arg0))
7941         {
7942         case REG:
7943           /* biv * invar.  Done.  */
7944           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
7945
7946         case CONST_INT:
7947           /* Product of two constants.  */
7948           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
7949
7950         case USE:
7951           /* invar * invar is a giv, but attempt to simplify it somehow.  */
7952           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
7953             return NULL_RTX;
7954
7955           arg0 = XEXP (arg0, 0);
7956           if (GET_CODE (arg0) == MULT)
7957             {
7958               /* (invar_0 * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
7959               return simplify_giv_expr (loop,
7960                                         gen_rtx_MULT (mode,
7961                                                       XEXP (arg0, 0),
7962                                                       gen_rtx_MULT (mode,
7963                                                                     XEXP (arg0,
7964                                                                           1),
7965                                                                     arg1)),
7966                                         ext_val, benefit);
7967             }
7968           /* Propagate the MULT expressions to the innermost nodes.  */
7969           else if (GET_CODE (arg0) == PLUS)
7970             {
7971               /* (invar_0 + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
7972               return simplify_giv_expr (loop,
7973                                         gen_rtx_PLUS (mode,
7974                                                       gen_rtx_MULT (mode,
7975                                                                     XEXP (arg0,
7976                                                                           0),
7977                                                                     arg1),
7978                                                       gen_rtx_MULT (mode,
7979                                                                     XEXP (arg0,
7980                                                                           1),
7981                                                                     arg1)),
7982                                         ext_val, benefit);
7983             }
7984           return gen_rtx_USE (mode, gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1));
7985
7986         case MULT:
7987           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
7988           return simplify_giv_expr (loop,
7989                                     gen_rtx_MULT (mode,
7990                                                   XEXP (arg0, 0),
7991                                                   gen_rtx_MULT (mode,
7992                                                                 XEXP (arg0, 1),
7993                                                                 arg1)),
7994                                     ext_val, benefit);
7995
7996         case PLUS:
7997           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
7998           return simplify_giv_expr (loop,
7999                                     gen_rtx_PLUS (mode,
8000                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8001                                                                 XEXP (arg0, 0),
8002                                                                 arg1),
8003                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8004                                                                 XEXP (arg0, 1),
8005                                                                 arg1)),
8006                                     ext_val, benefit);
8007
8008         default:
8009           abort ();
8010         }
8011
8012     case ASHIFT:
8013       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
8014       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
8015         return 0;
8016
8017       return
8018         simplify_giv_expr (loop,
8019                            gen_rtx_MULT (mode,
8020                                          XEXP (x, 0),
8021                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
8022                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
8023                            ext_val, benefit);
8024
8025     case NEG:
8026       /* "-a" is "a * (-1)" */
8027       return simplify_giv_expr (loop,
8028                                 gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
8029                                 ext_val, benefit);
8030
8031     case NOT:
8032       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
8033       return simplify_giv_expr (loop,
8034                                 gen_rtx_MINUS (mode,
8035                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
8036                                                const1_rtx),
8037                                 ext_val, benefit);
8038
8039     case USE:
8040       /* Already in proper form for invariant.  */
8041       return x;
8042
8043     case SIGN_EXTEND:
8044     case ZERO_EXTEND:
8045     case TRUNCATE:
8046       /* Conditionally recognize extensions of simple IVs.  After we've
8047          computed loop traversal counts and verified the range of the
8048          source IV, we'll reevaluate this as a GIV.  */
8049       if (*ext_val == NULL_RTX)
8050         {
8051           arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
8052           if (arg0 && *ext_val == NULL_RTX && REG_P (arg0))
8053             {
8054               *ext_val = gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (x), mode, arg0);
8055               return arg0;
8056             }
8057         }
8058       goto do_default;
8059
8060     case REG:
8061       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
8062       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
8063         return 0;
8064
8065       /* Check for biv or giv.  */
8066       switch (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)))
8067         {
8068         case BASIC_INDUCT:
8069           return x;
8070         case GENERAL_INDUCT:
8071           {
8072             struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (x));
8073
8074             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
8075                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
8076
8077             /* Increasing the benefit here is risky.  The only case in which it
8078                is arguably correct is if this is the only use of V.  In other
8079                cases, this will artificially inflate the benefit of the current
8080                giv, and lead to suboptimal code.  Thus, it is disabled, since
8081                potentially not reducing an only marginally beneficial giv is
8082                less harmful than reducing many givs that are not really
8083                beneficial.  */
8084             {
8085               rtx single_use = regs->array[REGNO (x)].single_usage;
8086               if (single_use && single_use != const0_rtx)
8087                 *benefit += v->benefit;
8088             }
8089
8090             if (v->cant_derive)
8091               return 0;
8092
8093             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
8094                                                     v->src_reg, v->mult_val),
8095                                 v->add_val);
8096
8097             if (v->derive_adjustment)
8098               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
8099             arg0 = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val, benefit);
8100             if (*ext_val)
8101               {
8102                 if (!v->ext_dependent)
8103                   return arg0;
8104               }
8105             else
8106               {
8107                 *ext_val = v->ext_dependent;
8108                 return arg0;
8109               }
8110             return 0;
8111           }
8112
8113         default:
8114         do_default:
8115           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
8116              may be able to simplify things further by looking through
8117              the bits we just moved outside the loop.  */
8118           if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8119             {
8120               struct movable *m;
8121               struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
8122
8123               for (m = movables->head; m; m = m->next)
8124                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
8125                   {
8126                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
8127
8128                     /* If we match another movable, we must use that, as
8129                        this one is going away.  */
8130                     if (m->match)
8131                       return simplify_giv_expr (loop, m->match->set_dest,
8132                                                 ext_val, benefit);
8133
8134                     /* If consec is nonzero, this is a member of a group of
8135                        instructions that were moved together.  We handle this
8136                        case only to the point of seeking to the last insn and
8137                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
8138                     if (m->consec != 0)
8139                       {
8140                         int i = m->consec;
8141                         tem = m->insn;
8142                         do
8143                           {
8144                             tem = NEXT_INSN (tem);
8145                           }
8146                         while (--i > 0);
8147
8148                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
8149                         if (tem)
8150                           tem = XEXP (tem, 0);
8151                       }
8152                     else
8153                       {
8154                         tem = single_set (m->insn);
8155                         if (tem)
8156                           tem = SET_SRC (tem);
8157                       }
8158
8159                     if (tem)
8160                       {
8161                         /* What we are most interested in is pointer
8162                            arithmetic on invariants -- only take
8163                            patterns we may be able to do something with.  */
8164                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
8165                             || GET_CODE (tem) == MULT
8166                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
8167                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
8168                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
8169                           {
8170                             tem = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val,
8171                                                      benefit);
8172                             if (tem)
8173                               return tem;
8174                           }
8175                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
8176                                  && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
8177                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8178                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
8179                           {
8180                             tem = simplify_giv_expr (loop, XEXP (tem, 0),
8181                                                      ext_val, benefit);
8182                             if (tem)
8183                               return tem;
8184                           }
8185                       }
8186                     break;
8187                   }
8188             }
8189           break;
8190         }
8191
8192       /* Fall through to general case.  */
8193     default:
8194       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
8195          Otherwise, not giv.  */
8196       if (GET_CODE (x) == USE)
8197         x = XEXP (x, 0);
8198
8199       if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8200         {
8201           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8202             return x;
8203           if (GET_CODE (x) == CONST
8204               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8205               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8206               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
8207             x = XEXP (x, 0);
8208           return gen_rtx_USE (mode, x);
8209         }
8210       else
8211         return 0;
8212     }
8213 }
8214
8215 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
8216    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
8217
8218 static rtx
8219 sge_plus_constant (rtx x, rtx c)
8220 {
8221   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8222     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
8223   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
8224     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
8225   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
8226     {
8227       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
8228                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
8229     }
8230   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8231            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
8232     {
8233       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8234                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
8235     }
8236   else
8237     {
8238       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8239                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
8240     }
8241 }
8242
8243 static rtx
8244 sge_plus (enum machine_mode mode, rtx x, rtx y)
8245 {
8246   while (GET_CODE (y) == PLUS)
8247     {
8248       rtx a = XEXP (y, 0);
8249       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8250         x = sge_plus_constant (x, a);
8251       else
8252         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
8253       y = XEXP (y, 1);
8254     }
8255   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
8256     x = sge_plus_constant (x, y);
8257   else
8258     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
8259   return x;
8260 }
8261 \f
8262 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
8263    for example,
8264       giv = biv * M
8265       giv = giv + A
8266    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
8267    we check that all other insns that set the same register follow
8268    immediately after P, that they alter nothing else,
8269    and that the result of the last is still a giv.
8270
8271    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
8272    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
8273    all the consecutive insns that compute the value.
8274
8275    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
8276    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
8277
8278    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
8279    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
8280
8281 static int
8282 consec_sets_giv (const struct loop *loop, int first_benefit, rtx p,
8283                  rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx *add_val, rtx *mult_val,
8284                  rtx *ext_val, rtx *last_consec_insn)
8285 {
8286   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
8287   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
8288   int count;
8289   enum rtx_code code;
8290   int benefit;
8291   rtx temp;
8292   rtx set;
8293
8294   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
8295      each insn of the multi-insn sequence.
8296
8297      This induction structure will be used only by the call to
8298      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
8299      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
8300      a new induction structure.  */
8301   struct induction *v;
8302
8303   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != UNKNOWN_INDUCT)
8304     return 0;
8305
8306   v = alloca (sizeof (struct induction));
8307   v->src_reg = src_reg;
8308   v->mult_val = *mult_val;
8309   v->add_val = *add_val;
8310   v->benefit = first_benefit;
8311   v->cant_derive = 0;
8312   v->derive_adjustment = 0;
8313   v->ext_dependent = NULL_RTX;
8314
8315   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
8316   REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
8317
8318   count = regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set - 1;
8319
8320   while (count > 0)
8321     {
8322       p = NEXT_INSN (p);
8323       code = GET_CODE (p);
8324
8325       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
8326       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
8327         p = XEXP (temp, 0);
8328
8329       if (code == INSN
8330           && (set = single_set (p))
8331           && REG_P (SET_DEST (set))
8332           && SET_DEST (set) == dest_reg
8333           && (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg,
8334                                      add_val, mult_val, ext_val, 0,
8335                                      &benefit, VOIDmode)
8336               /* Giv created by equivalent expression.  */
8337               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
8338                   && general_induction_var (loop, XEXP (temp, 0), &src_reg,
8339                                             add_val, mult_val, ext_val, 0,
8340                                             &benefit, VOIDmode)))
8341           && src_reg == v->src_reg)
8342         {
8343           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
8344             benefit += libcall_benefit (p);
8345
8346           count--;
8347           v->mult_val = *mult_val;
8348           v->add_val = *add_val;
8349           v->benefit += benefit;
8350         }
8351       else if (code != NOTE)
8352         {
8353           /* Allow insns that set something other than this giv to a
8354              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
8355              include long constants and should not disqualify a giv.  */
8356           if (code == INSN
8357               && (set = single_set (p))
8358               && SET_DEST (set) != dest_reg
8359               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
8360             continue;
8361
8362           REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8363           return 0;
8364         }
8365     }
8366
8367   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8368   *last_consec_insn = p;
8369   return v->benefit;
8370 }
8371 \f
8372 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8373    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
8374    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
8375
8376    To perform the computation, we note that
8377         G1 = x * v + a          and
8378         G2 = y * v + b
8379    where `v' is the biv.
8380
8381    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
8382
8383    Note that MULT = y/x.
8384
8385    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
8386    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
8387    subtracting variables.  */
8388
8389 static rtx
8390 express_from_1 (rtx a, rtx b, rtx mult)
8391 {
8392   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
8393
8394   if (mult == const0_rtx)
8395     return b;
8396
8397   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
8398      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
8399      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
8400      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
8401
8402   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
8403     return NULL_RTX;
8404
8405   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
8406      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
8407      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
8408      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
8409      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
8410
8411   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
8412     {
8413       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
8414
8415       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8416       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
8417         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
8418
8419       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
8420       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
8421         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
8422
8423       if (rtx_equal_p (ra, rb))
8424         /* We matched: remove one reg completely.  */
8425         a = oa, b = ob;
8426       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
8427         /* An alternate match.  */
8428         a = oa, b = rb;
8429       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
8430         /* An alternate match.  */
8431         a = ra, b = ob;
8432       else
8433         {
8434           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
8435              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
8436           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
8437           if (ob == NULL_RTX)
8438             return NULL_RTX;
8439           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
8440         }
8441     }
8442
8443   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
8444      get rid of everything but a constant.  */
8445
8446   if (GET_CODE (a) == PLUS)
8447     {
8448       rtx ra, oa;
8449
8450       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8451       if (rtx_equal_p (oa, b))
8452         oa = ra;
8453       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
8454         return NULL_RTX;
8455
8456       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
8457         return NULL_RTX;
8458
8459       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
8460     }
8461   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8462     {
8463       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
8464     }
8465   else if (CONSTANT_P (a))
8466     {
8467       enum machine_mode mode_a = GET_MODE (a);
8468       enum machine_mode mode_b = GET_MODE (b);
8469       enum machine_mode mode = mode_b == VOIDmode ? mode_a : mode_b;
8470       return simplify_gen_binary (MINUS, mode, b, a);
8471     }
8472   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
8473     {
8474       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
8475         return XEXP (b, 1);
8476       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
8477         return XEXP (b, 0);
8478       else
8479         return NULL_RTX;
8480     }
8481   else if (rtx_equal_p (a, b))
8482     return const0_rtx;
8483
8484   return NULL_RTX;
8485 }
8486
8487 static rtx
8488 express_from (struct induction *g1, struct induction *g2)
8489 {
8490   rtx mult, add;
8491
8492   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
8493      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
8494      for notation) is also an integer.  */
8495   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
8496       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
8497     {
8498       if (g1->mult_val == const0_rtx
8499           || (g1->mult_val == constm1_rtx
8500               && INTVAL (g2->mult_val)
8501                  == (HOST_WIDE_INT) 1 << (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1))
8502           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
8503         return NULL_RTX;
8504       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
8505     }
8506   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
8507     mult = const1_rtx;
8508   else
8509     {
8510       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
8511       return NULL_RTX;
8512     }
8513
8514   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
8515   if (add == NULL_RTX)
8516     {
8517       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
8518          scale G1's addend and try again.  */
8519       if (INTVAL (mult) > 1)
8520         {
8521           rtx g1_add_val = g1->add_val;
8522           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
8523               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
8524             {
8525               HOST_WIDE_INT m;
8526               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
8527               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
8528                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
8529             }
8530           else
8531             {
8532               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
8533                                          mult);
8534             }
8535
8536           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
8537         }
8538     }
8539   if (add == NULL_RTX)
8540     return NULL_RTX;
8541
8542   /* Form simplified final result.  */
8543   if (mult == const0_rtx)
8544     return add;
8545   else if (mult == const1_rtx)
8546     mult = g1->dest_reg;
8547   else
8548     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
8549
8550   if (add == const0_rtx)
8551     return mult;
8552   else
8553     {
8554       if (GET_CODE (add) == PLUS
8555           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
8556         {
8557           rtx tem = XEXP (add, 1);
8558           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
8559           add = tem;
8560         }
8561
8562       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
8563     }
8564 }
8565 \f
8566 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8567    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
8568    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
8569    used to represent G1.  */
8570
8571 static rtx
8572 combine_givs_p (struct induction *g1, struct induction *g2)
8573 {
8574   rtx comb, ret;
8575
8576   /* With the introduction of ext dependent givs, we must care for modes.
8577      G2 must not use a wider mode than G1.  */
8578   if (GET_MODE_SIZE (g1->mode) < GET_MODE_SIZE (g2->mode))
8579     return NULL_RTX;
8580
8581   ret = comb = express_from (g1, g2);
8582   if (comb == NULL_RTX)
8583     return NULL_RTX;
8584   if (g1->mode != g2->mode)
8585     ret = gen_lowpart (g2->mode, comb);
8586
8587   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
8588      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
8589      rtx_equal_p is a weaker test.  */
8590   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
8591      combination to be the other way round.  */
8592   if (comb == g1->dest_reg
8593       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
8594     {
8595       return ret;
8596     }
8597
8598   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
8599      as an address and no more expensive than using a register for G2,
8600      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
8601   if (ret != NULL_RTX
8602       && g2->giv_type == DEST_ADDR
8603       && memory_address_p (GET_MODE (g2->mem), ret))
8604     return ret;
8605
8606   return NULL_RTX;
8607 }
8608 \f
8609 /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
8610    root biv is safe from wrapping in the interior mode, which would
8611    make the giv illegal.  */
8612
8613 static void
8614 check_ext_dependent_givs (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
8615 {
8616   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
8617   int ze_ok = 0, se_ok = 0, info_ok = 0;
8618   enum machine_mode biv_mode = GET_MODE (bl->biv->src_reg);
8619   HOST_WIDE_INT start_val;
8620   unsigned HOST_WIDE_INT u_end_val = 0;
8621   unsigned HOST_WIDE_INT u_start_val = 0;
8622   rtx incr = pc_rtx;
8623   struct induction *v;
8624
8625   /* Make sure the iteration data is available.  We must have
8626      constants in order to be certain of no overflow.  */
8627   if (loop_info->n_iterations > 0
8628       && bl->initial_value
8629       && GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
8630       && (incr = biv_total_increment (bl))
8631       && GET_CODE (incr) == CONST_INT
8632       /* Make sure the host can represent the arithmetic.  */
8633       && HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= GET_MODE_BITSIZE (biv_mode))
8634     {
8635       unsigned HOST_WIDE_INT abs_incr, total_incr;
8636       HOST_WIDE_INT s_end_val;
8637       int neg_incr;
8638
8639       info_ok = 1;
8640       start_val = INTVAL (bl->initial_value);
8641       u_start_val = start_val;
8642
8643       neg_incr = 0, abs_incr = INTVAL (incr);
8644       if (INTVAL (incr) < 0)
8645         neg_incr = 1, abs_incr = -abs_incr;
8646       total_incr = abs_incr * loop_info->n_iterations;
8647
8648       /* Check for host arithmetic overflow.  */
8649       if (total_incr / loop_info->n_iterations == abs_incr)
8650         {
8651           unsigned HOST_WIDE_INT u_max;
8652           HOST_WIDE_INT s_max;
8653
8654           u_end_val = start_val + (neg_incr ? -total_incr : total_incr);
8655           s_end_val = u_end_val;
8656           u_max = GET_MODE_MASK (biv_mode);
8657           s_max = u_max >> 1;
8658
8659           /* Check zero extension of biv ok.  */
8660           if (start_val >= 0
8661               /* Check for host arithmetic overflow.  */
8662               && (neg_incr
8663                   ? u_end_val < u_start_val
8664                   : u_end_val > u_start_val)
8665               /* Check for target arithmetic overflow.  */
8666               && (neg_incr
8667                   ? 1 /* taken care of with host overflow */
8668                   : u_end_val <= u_max))
8669             {
8670               ze_ok = 1;
8671             }
8672
8673           /* Check sign extension of biv ok.  */
8674           /* ??? While it is true that overflow with signed and pointer
8675              arithmetic is undefined, I fear too many programmers don't
8676              keep this fact in mind -- myself included on occasion.
8677              So leave alone with the signed overflow optimizations.  */
8678           if (start_val >= -s_max - 1
8679               /* Check for host arithmetic overflow.  */
8680               && (neg_incr
8681                   ? s_end_val < start_val
8682                   : s_end_val > start_val)
8683               /* Check for target arithmetic overflow.  */
8684               && (neg_incr
8685                   ? s_end_val >= -s_max - 1
8686                   : s_end_val <= s_max))
8687             {
8688               se_ok = 1;
8689             }
8690         }
8691     }
8692
8693   /* If we know the BIV is compared at run-time against an 
8694      invariant value, and the increment is +/- 1, we may also 
8695      be able to prove that the BIV cannot overflow.  */
8696   else if (bl->biv->src_reg == loop_info->iteration_var
8697            && loop_info->comparison_value
8698            && loop_invariant_p (loop, loop_info->comparison_value)
8699            && (incr = biv_total_increment (bl))
8700            && GET_CODE (incr) == CONST_INT)
8701     {
8702       /* If the increment is +1, and the exit test is a <,
8703          the BIV cannot overflow.  (For <=, we have the 
8704          problematic case that the comparison value might
8705          be the maximum value of the range.)  */
8706        if (INTVAL (incr) == 1)
8707          {
8708            if (loop_info->comparison_code == LT)
8709              se_ok = ze_ok = 1;
8710            else if (loop_info->comparison_code == LTU)
8711              ze_ok = 1;
8712          }
8713
8714        /* Likewise for increment -1 and exit test >.  */
8715        if (INTVAL (incr) == -1)
8716          {
8717            if (loop_info->comparison_code == GT)
8718              se_ok = ze_ok = 1;
8719            else if (loop_info->comparison_code == GTU)
8720              ze_ok = 1;
8721          }
8722     }
8723
8724   /* Invalidate givs that fail the tests.  */
8725   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8726     if (v->ext_dependent)
8727       {
8728         enum rtx_code code = GET_CODE (v->ext_dependent);
8729         int ok = 0;
8730
8731         switch (code)
8732           {
8733           case SIGN_EXTEND:
8734             ok = se_ok;
8735             break;
8736           case ZERO_EXTEND:
8737             ok = ze_ok;
8738             break;
8739
8740           case TRUNCATE:
8741             /* We don't know whether this value is being used as either
8742                signed or unsigned, so to safely truncate we must satisfy
8743                both.  The initial check here verifies the BIV itself;
8744                once that is successful we may check its range wrt the
8745                derived GIV.  This works only if we were able to determine
8746                constant start and end values above.  */
8747             if (se_ok && ze_ok && info_ok)
8748               {
8749                 enum machine_mode outer_mode = GET_MODE (v->ext_dependent);
8750                 unsigned HOST_WIDE_INT max = GET_MODE_MASK (outer_mode) >> 1;
8751
8752                 /* We know from the above that both endpoints are nonnegative,
8753                    and that there is no wrapping.  Verify that both endpoints
8754                    are within the (signed) range of the outer mode.  */
8755                 if (u_start_val <= max && u_end_val <= max)
8756                   ok = 1;
8757               }
8758             break;
8759
8760           default:
8761             abort ();
8762           }
8763
8764         if (ok)
8765           {
8766             if (loop_dump_stream)
8767               {
8768                 fprintf (loop_dump_stream,
8769                          "Verified ext dependent giv at %d of reg %d\n",
8770                          INSN_UID (v->insn), bl->regno);
8771               }
8772           }
8773         else
8774           {
8775             if (loop_dump_stream)
8776               {
8777                 const char *why;
8778
8779                 if (info_ok)
8780                   why = "biv iteration values overflowed";
8781                 else
8782                   {
8783                     if (incr == pc_rtx)
8784                       incr = biv_total_increment (bl);
8785                     if (incr == const1_rtx)
8786                       why = "biv iteration info incomplete; incr by 1";
8787                     else
8788                       why = "biv iteration info incomplete";
8789                   }
8790
8791                 fprintf (loop_dump_stream,
8792                          "Failed ext dependent giv at %d, %s\n",
8793                          INSN_UID (v->insn), why);
8794               }
8795             v->ignore = 1;
8796             bl->all_reduced = 0;
8797           }
8798       }
8799 }
8800
8801 /* Generate a version of VALUE in a mode appropriate for initializing V.  */
8802
8803 static rtx
8804 extend_value_for_giv (struct induction *v, rtx value)
8805 {
8806   rtx ext_dep = v->ext_dependent;
8807
8808   if (! ext_dep)
8809     return value;
8810
8811   /* Recall that check_ext_dependent_givs verified that the known bounds
8812      of a biv did not overflow or wrap with respect to the extension for
8813      the giv.  Therefore, constants need no additional adjustment.  */
8814   if (CONSTANT_P (value) && GET_MODE (value) == VOIDmode)
8815     return value;
8816
8817   /* Otherwise, we must adjust the value to compensate for the
8818      differing modes of the biv and the giv.  */
8819   return gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (ext_dep), GET_MODE (ext_dep), value);
8820 }
8821 \f
8822 struct combine_givs_stats
8823 {
8824   int giv_number;
8825   int total_benefit;
8826 };
8827
8828 static int
8829 cmp_combine_givs_stats (const void *xp, const void *yp)
8830 {
8831   const struct combine_givs_stats * const x =
8832     (const struct combine_givs_stats *) xp;
8833   const struct combine_givs_stats * const y =
8834     (const struct combine_givs_stats *) yp;
8835   int d;
8836   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
8837   /* Stabilize the sort.  */
8838   if (!d)
8839     d = x->giv_number - y->giv_number;
8840   return d;
8841 }
8842
8843 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
8844    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
8845    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
8846    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
8847
8848 static void
8849 combine_givs (struct loop_regs *regs, struct iv_class *bl)
8850 {
8851   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
8852   const int extra_benefit = 3;
8853
8854   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
8855   int i, j, k, giv_count;
8856   struct combine_givs_stats *stats;
8857   rtx *can_combine;
8858
8859   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
8860   giv_count = 0;
8861   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
8862     if (!g1->ignore)
8863       giv_count++;
8864
8865   giv_array = alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
8866   i = 0;
8867   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
8868     if (!g1->ignore)
8869       giv_array[i++] = g1;
8870
8871   stats = xcalloc (giv_count, sizeof (*stats));
8872   can_combine = xcalloc (giv_count, giv_count * sizeof (rtx));
8873
8874   for (i = 0; i < giv_count; i++)
8875     {
8876       int this_benefit;
8877       rtx single_use;
8878
8879       g1 = giv_array[i];
8880       stats[i].giv_number = i;
8881
8882       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
8883          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
8884          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
8885          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
8886          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
8887          be seen elsewhere as well.  */
8888       if (g1->giv_type == DEST_REG
8889           && (single_use = regs->array[REGNO (g1->dest_reg)].single_usage)
8890           && single_use != const0_rtx)
8891         continue;
8892
8893       this_benefit = g1->benefit;
8894       /* Add an additional weight for zero addends.  */
8895       if (g1->no_const_addval)
8896         this_benefit += 1;
8897
8898       for (j = 0; j < giv_count; j++)
8899         {
8900           rtx this_combine;
8901
8902           g2 = giv_array[j];
8903           if (g1 != g2
8904               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
8905             {
8906               can_combine[i * giv_count + j] = this_combine;
8907               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
8908             }
8909         }
8910       stats[i].total_benefit = this_benefit;
8911     }
8912
8913   /* Iterate, combining until we can't.  */
8914 restart:
8915   qsort (stats, giv_count, sizeof (*stats), cmp_combine_givs_stats);
8916
8917   if (loop_dump_stream)
8918     {
8919       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
8920       for (k = 0; k < giv_count; k++)
8921         {
8922           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
8923           if (!g1->combined_with && !g1->same)
8924             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
8925                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
8926                      stats[k].total_benefit);
8927         }
8928       putc ('\n', loop_dump_stream);
8929     }
8930
8931   for (k = 0; k < giv_count; k++)
8932     {
8933       int g1_add_benefit = 0;
8934
8935       i = stats[k].giv_number;
8936       g1 = giv_array[i];
8937
8938       /* If it has already been combined, skip.  */
8939       if (g1->combined_with || g1->same)
8940         continue;
8941
8942       for (j = 0; j < giv_count; j++)
8943         {
8944           g2 = giv_array[j];
8945           if (g1 != g2 && can_combine[i * giv_count + j]
8946               /* If it has already been combined, skip.  */
8947               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
8948             {
8949               int l;
8950
8951               g2->new_reg = can_combine[i * giv_count + j];
8952               g2->same = g1;
8953               /* For destination, we now may replace by mem expression instead
8954                  of register.  This changes the costs considerably, so add the
8955                  compensation.  */
8956               if (g2->giv_type == DEST_ADDR)
8957                 g2->benefit = (g2->benefit + reg_address_cost
8958                                - address_cost (g2->new_reg,
8959                                GET_MODE (g2->mem)));
8960               g1->combined_with++;
8961               g1->lifetime += g2->lifetime;
8962
8963               g1_add_benefit += g2->benefit;
8964
8965               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
8966                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
8967                  longer be necessary.  */
8968               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
8969                 g1_add_benefit -= copy_cost;
8970
8971               /* To help optimize the next set of combinations, remove
8972                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
8973               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
8974                 {
8975                   int m = stats[l].giv_number;
8976                   if (can_combine[m * giv_count + j])
8977                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
8978                 }
8979
8980               if (loop_dump_stream)
8981                 fprintf (loop_dump_stream,
8982                          "giv at %d combined with giv at %d; new benefit %d + %d, lifetime %d\n",
8983                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn),
8984                          g1->benefit, g1_add_benefit, g1->lifetime);
8985             }
8986         }
8987
8988       /* To help optimize the next set of combinations, remove
8989          this giv from the benefits of other potential mates.  */
8990       if (g1->combined_with)
8991         {
8992           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
8993             {
8994               int m = stats[j].giv_number;
8995               if (can_combine[m * giv_count + i])
8996                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
8997             }
8998
8999           g1->benefit += g1_add_benefit;
9000
9001           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
9002              Restart the combination so that proper weights for the
9003              rest of the givs are properly taken into account.  */
9004           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
9005              as to not cover old ground.  But sanely compacting
9006              can_combine is tricky.  */
9007           goto restart;
9008         }
9009     }
9010
9011   /* Clean up.  */
9012   free (stats);
9013   free (can_combine);
9014 }
9015 \f
9016 /* Generate sequence for REG = B * M + A.  B is the initial value of
9017    the basic induction variable, M a multiplicative constant, A an
9018    additive constant and REG the destination register.  */
9019
9020 static rtx
9021 gen_add_mult (rtx b,  rtx m, rtx a, rtx reg)
9022 {
9023   rtx seq;
9024   rtx result;
9025
9026   start_sequence ();
9027   /* Use unsigned arithmetic.  */
9028   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9029   if (reg != result)
9030     emit_move_insn (reg, result);
9031   seq = get_insns ();
9032   end_sequence ();
9033
9034   return seq;
9035 }
9036
9037
9038 /* Update registers created in insn sequence SEQ.  */
9039
9040 static void
9041 loop_regs_update (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, rtx seq)
9042 {
9043   rtx insn;
9044
9045   /* Update register info for alias analysis.  */
9046
9047   insn = seq;
9048   while (insn != NULL_RTX)
9049     {
9050       rtx set = single_set (insn);
9051
9052       if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
9053         record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
9054
9055       insn = NEXT_INSN (insn);
9056     }
9057 }
9058
9059
9060 /* EMIT code before BEFORE_BB/BEFORE_INSN to set REG = B * M + A.  B
9061    is the initial value of the basic induction variable, M a
9062    multiplicative constant, A an additive constant and REG the
9063    destination register.  */
9064
9065 static void
9066 loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a,
9067                               rtx reg, basic_block before_bb, rtx before_insn)
9068 {
9069   rtx seq;
9070
9071   if (! before_insn)
9072     {
9073       loop_iv_add_mult_hoist (loop, b, m, a, reg);
9074       return;
9075     }
9076
9077   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9078   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9079
9080   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
9081   update_reg_last_use (a, before_insn);
9082   update_reg_last_use (b, before_insn);
9083   update_reg_last_use (m, before_insn);
9084
9085   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9086      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9087      must do this before inserting the sequence.  */
9088   loop_regs_update (loop, seq);
9089
9090   loop_insn_emit_before (loop, before_bb, before_insn, seq);
9091 }
9092
9093
9094 /* Emit insns in loop pre-header to set REG = B * M + A.  B is the
9095    initial value of the basic induction variable, M a multiplicative
9096    constant, A an additive constant and REG the destination
9097    register.  */
9098
9099 static void
9100 loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9101 {
9102   rtx seq;
9103
9104   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9105   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9106
9107   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.
9108      ???? Is this really necessary?  */
9109   update_reg_last_use (a, loop->sink);
9110   update_reg_last_use (b, loop->sink);
9111   update_reg_last_use (m, loop->sink);
9112
9113   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9114      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9115      must do this before inserting the sequence.  */
9116   loop_regs_update (loop, seq);
9117
9118   loop_insn_sink (loop, seq);
9119 }
9120
9121
9122 /* Emit insns after loop to set REG = B * M + A.  B is the initial
9123    value of the basic induction variable, M a multiplicative constant,
9124    A an additive constant and REG the destination register.  */
9125
9126 static void
9127 loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9128 {
9129   rtx seq;
9130
9131   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9132   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9133
9134   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9135      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9136      must do this before inserting the sequence.  */
9137   loop_regs_update (loop, seq);
9138
9139   loop_insn_hoist (loop, seq);
9140 }
9141
9142
9143
9144 /* Similar to gen_add_mult, but compute cost rather than generating
9145    sequence.  */
9146
9147 static int
9148 iv_add_mult_cost (rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9149 {
9150   int cost = 0;
9151   rtx last, result;
9152
9153   start_sequence ();
9154   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9155   if (reg != result)
9156     emit_move_insn (reg, result);
9157   last = get_last_insn ();
9158   while (last)
9159     {
9160       rtx t = single_set (last);
9161       if (t)
9162         cost += rtx_cost (SET_SRC (t), SET);
9163       last = PREV_INSN (last);
9164     }
9165   end_sequence ();
9166   return cost;
9167 }
9168 \f
9169 /* Test whether A * B can be computed without
9170    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.
9171
9172   ??? This function stinks because it generates a ton of wasted RTL
9173   ??? and as a result fragments GC memory to no end.  There are other
9174   ??? places in the compiler which are invoked a lot and do the same
9175   ??? thing, generate wasted RTL just to see if something is possible.  */
9176
9177 static int
9178 product_cheap_p (rtx a, rtx b)
9179 {
9180   rtx tmp;
9181   int win, n_insns;
9182
9183   /* If only one is constant, make it B.  */
9184   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9185     tmp = a, a = b, b = tmp;
9186
9187   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
9188   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9189     return 1;
9190
9191   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
9192   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
9193     return 0;
9194
9195   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
9196      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
9197      of insns is generated.  */
9198
9199   start_sequence ();
9200   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 1);
9201   tmp = get_insns ();
9202   end_sequence ();
9203
9204   win = 1;
9205   if (INSN_P (tmp))
9206     {
9207       n_insns = 0;
9208       while (tmp != NULL_RTX)
9209         {
9210           rtx next = NEXT_INSN (tmp);
9211
9212           if (++n_insns > 3
9213               || !NONJUMP_INSN_P (tmp)
9214               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == SET
9215                   && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (tmp))) == MULT)
9216               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == PARALLEL
9217                   && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0)) == SET
9218                   && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0))) == MULT))
9219             {
9220               win = 0;
9221               break;
9222             }
9223
9224           tmp = next;
9225         }
9226     }
9227   else if (GET_CODE (tmp) == SET
9228            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
9229     win = 0;
9230   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
9231            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
9232            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
9233     win = 0;
9234
9235   return win;
9236 }
9237 \f
9238 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
9239    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
9240    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
9241    to see if the optimization can be performed.
9242    Value is nonzero if optimization was performed.  */
9243
9244 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
9245    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
9246    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
9247    faster than one that increments from zero.  */
9248
9249 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
9250    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
9251    final_[bg]iv_value.  */
9252
9253 static int
9254 check_dbra_loop (struct loop *loop, int insn_count)
9255 {
9256   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
9257   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
9258   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
9259   struct iv_class *bl;
9260   rtx reg;
9261   enum machine_mode mode;
9262   rtx jump_label;
9263   rtx final_value;
9264   rtx start_value;
9265   rtx new_add_val;
9266   rtx comparison;
9267   rtx before_comparison;
9268   rtx p;
9269   rtx jump;
9270   rtx first_compare;
9271   int compare_and_branch;
9272   rtx loop_start = loop->start;
9273   rtx loop_end = loop->end;
9274
9275   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
9276      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
9277
9278   jump = PREV_INSN (loop_end);
9279   comparison = get_condition_for_loop (loop, jump);
9280   if (comparison == 0)
9281     return 0;
9282   if (!onlyjump_p (jump))
9283     return 0;
9284
9285   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
9286      two instructions.  */
9287   get_condition (jump, &first_compare, false, true);
9288   if (first_compare == jump)
9289     compare_and_branch = 1;
9290   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
9291     compare_and_branch = 2;
9292   else
9293     return 0;
9294
9295   {
9296     /* If more than one condition is present to control the loop, then
9297        do not proceed, as this function does not know how to rewrite
9298        loop tests with more than one condition.
9299
9300        Look backwards from the first insn in the last comparison
9301        sequence and see if we've got another comparison sequence.  */
9302
9303     rtx jump1;
9304     if ((jump1 = prev_nonnote_insn (first_compare))
9305         && JUMP_P (jump1))
9306         return 0;
9307   }
9308
9309   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
9310      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
9311      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
9312      used between its update and the test insn.  */
9313
9314   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9315     {
9316       if (bl->biv_count == 1
9317           && ! bl->biv->maybe_multiple
9318           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
9319           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9320                                    first_compare))
9321         break;
9322     }
9323
9324   /* Try swapping the comparison to identify a suitable biv.  */
9325   if (!bl)
9326     for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9327       if (bl->biv_count == 1
9328           && ! bl->biv->maybe_multiple
9329           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 1)
9330           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9331                                    first_compare))
9332         {
9333           comparison = gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)),
9334                                        VOIDmode,
9335                                        XEXP (comparison, 1),
9336                                        XEXP (comparison, 0));
9337           break;
9338         }
9339
9340   if (! bl)
9341     return 0;
9342
9343   /* Look for the case where the basic induction variable is always
9344      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
9345      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
9346      m68k DBRA instruction to be used.  */
9347
9348   if (((GET_CODE (comparison) == GT && XEXP (comparison, 1) == constm1_rtx)
9349        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
9350       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9351       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
9352     {
9353       /* Initial value must be greater than 0,
9354          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
9355          the last iteration */
9356
9357       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
9358           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
9359           && (INTVAL (bl->initial_value)
9360               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
9361         {
9362           /* Register always nonnegative, add REG_NOTE to branch.  */
9363           if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9364             REG_NOTES (jump)
9365               = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9366                                    REG_NOTES (jump));
9367           bl->nonneg = 1;
9368
9369           return 1;
9370         }
9371
9372       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
9373          the loop, then we can safely optimize.  */
9374       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
9375         {
9376           if (LABEL_P (p))
9377             break;
9378           if (!JUMP_P (p))
9379             continue;
9380
9381           before_comparison = get_condition_for_loop (loop, p);
9382           if (before_comparison
9383               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
9384               && (GET_CODE (before_comparison) == LT
9385                   || GET_CODE (before_comparison) == LTU)
9386               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
9387               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
9388               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
9389             {
9390               if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9391                 REG_NOTES (jump)
9392                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9393                                        REG_NOTES (jump));
9394               bl->nonneg = 1;
9395
9396               return 1;
9397             }
9398         }
9399     }
9400   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9401            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
9402     {
9403       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
9404       /* Can do this if:
9405          all registers modified are induction variables or invariant,
9406          all memory references have non-overlapping addresses
9407          (obviously true if only one write)
9408          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
9409       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
9410          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
9411          reversed.  We meet this condition by requiring that either
9412          no_use_except_counting is true, or else that there is only
9413          one biv.  */
9414       int num_nonfixed_reads = 0;
9415       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
9416       int no_use_except_counting = 0;
9417       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
9418          which is reversible.  */
9419       int reversible_mem_store = 1;
9420
9421       if (bl->giv_count == 0
9422           && !loop->exit_count
9423           && !loop_info->has_multiple_exit_targets)
9424         {
9425           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
9426           struct iv_class *blt;
9427
9428           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
9429              fall through at the end of the loop, then
9430              see if perhaps there are no uses except to count.  */
9431           no_use_except_counting = 1;
9432           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9433             if (INSN_P (p))
9434               {
9435                 rtx set = single_set (p);
9436
9437                 if (set && REG_P (SET_DEST (set))
9438                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
9439                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
9440                   ;
9441                 else if (!reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
9442                   /* An insn that doesn't mention the biv is okay.  */
9443                   ;
9444                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
9445                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
9446                   {
9447                     /* If either of these insns uses the biv and sets a pseudo
9448                        that has more than one usage, then the biv has uses
9449                        other than counting since it's used to derive a value
9450                        that is used more than one time.  */
9451                     note_stores (PATTERN (p), note_set_pseudo_multiple_uses,
9452                                  regs);
9453                     if (regs->multiple_uses)
9454                       {
9455                         no_use_except_counting = 0;
9456                         break;
9457                       }
9458                   }
9459                 else
9460                   {
9461                     no_use_except_counting = 0;
9462                     break;
9463                   }
9464               }
9465
9466           /* A biv has uses besides counting if it is used to set
9467              another biv.  */
9468           for (blt = ivs->list; blt; blt = blt->next)
9469             if (blt->init_set
9470                 && reg_mentioned_p (bivreg, SET_SRC (blt->init_set)))
9471               {
9472                 no_use_except_counting = 0;
9473                 break;
9474               }
9475         }
9476
9477       if (no_use_except_counting)
9478         /* No need to worry about MEMs.  */
9479         ;
9480       else if (loop_info->num_mem_sets <= 1)
9481         {
9482           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9483             if (INSN_P (p))
9484               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (loop, PATTERN (p));
9485
9486           /* If the loop has a single store, and the destination address is
9487              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
9488              might then have the wrong value at loop exit.
9489              This would work if the source was invariant also, however, in that
9490              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
9491
9492           if (loop_info->num_mem_sets == 1)
9493             {
9494               struct induction *v;
9495
9496               /* If we could prove that each of the memory locations
9497                  written to was different, then we could reverse the
9498                  store -- but we don't presently have any way of
9499                  knowing that.  */
9500               reversible_mem_store = 0;
9501
9502               /* If the store depends on a register that is set after the
9503                  store, it depends on the initial value, and is thus not
9504                  reversible.  */
9505               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
9506                 {
9507                   if (v->giv_type == DEST_REG
9508                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
9509                                           PATTERN (loop_info->first_loop_store_insn))
9510                       && loop_insn_first_p (loop_info->first_loop_store_insn,
9511                                             v->insn))
9512                     reversible_mem_store = 0;
9513                 }
9514             }
9515         }
9516       else
9517         return 0;
9518
9519       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
9520          the memory address check by only reversing loops with
9521          zero or one memory access.
9522          Two memory accesses could involve parts of the same array,
9523          and that can't be reversed.
9524          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
9525          about all these things.  */
9526
9527       if ((num_nonfixed_reads <= 1
9528            && ! loop_info->has_nonconst_call
9529            && ! loop_info->has_prefetch
9530            && ! loop_info->has_volatile
9531            && reversible_mem_store
9532            && (bl->giv_count + bl->biv_count + loop_info->num_mem_sets
9533                + num_unmoved_movables (loop) + compare_and_branch == insn_count)
9534            && (bl == ivs->list && bl->next == 0))
9535           || (no_use_except_counting && ! loop_info->has_prefetch))
9536         {
9537           rtx tem;
9538
9539           /* Loop can be reversed.  */
9540           if (loop_dump_stream)
9541             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
9542
9543           /* Now check other conditions:
9544
9545              The increment must be a constant, as must the initial value,
9546              and the comparison code must be LT.
9547
9548              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
9549              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
9550              confusing.  */
9551
9552           if (comparison
9553               /* for constants, LE gets turned into LT */
9554               && (GET_CODE (comparison) == LT
9555                   || (GET_CODE (comparison) == LE
9556                       && no_use_except_counting) 
9557                   || GET_CODE (comparison) == LTU))
9558             {
9559               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val = 0;
9560               rtx initial_value, comparison_value;
9561               int nonneg = 0;
9562               enum rtx_code cmp_code;
9563               int comparison_const_width;
9564               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
9565               bool keep_first_compare;
9566
9567               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
9568               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
9569               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
9570                 comparison_const_width
9571                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
9572               else
9573                 comparison_const_width
9574                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
9575               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9576                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
9577               comparison_sign_mask
9578                 = (unsigned HOST_WIDE_INT) 1 << (comparison_const_width - 1);
9579
9580               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
9581                  can not reverse this loop.
9582
9583                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
9584                  a whole compute an invariant result, then we could move
9585                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
9586               if (! loop_invariant_p (loop, comparison_value))
9587                 return 0;
9588
9589               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9590                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
9591               initial_value = bl->initial_value;
9592
9593               /* Normalize the initial value if it is an integer and
9594                  has no other use except as a counter.  This will allow
9595                  a few more loops to be reversed.  */
9596               if (no_use_except_counting
9597                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9598                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9599                 {
9600                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
9601                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
9602                      of add_val in order to do the loop reversal, so
9603                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
9604                      Since comparison_value is constant, we know that the
9605                      current comparison code is LT.  */
9606                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
9607                   comparison_val
9608                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
9609                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
9610                      even if there is an overflow, we might still be able to
9611                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
9612                      NE is possible.  */
9613                   initial_value = const0_rtx;
9614                 }
9615
9616               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
9617               if (initial_value == const0_rtx
9618                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9619                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
9620                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
9621                         & comparison_sign_mask))
9622                 {
9623                   /* Register will always be nonnegative, with value
9624                      0 on last iteration */
9625                   add_adjust = add_val;
9626                   nonneg = 1;
9627                   cmp_code = GE;
9628                 }
9629               else
9630                 return 0;
9631
9632               if (GET_CODE (comparison) == LE)
9633                 add_adjust -= add_val;
9634
9635               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
9636                  value is not an exact multiple of the increment, then we
9637                  can not reverse this loop.  */
9638               if (initial_value == const0_rtx
9639                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9640                 {
9641                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
9642                     return 0;
9643                 }
9644               else
9645                 {
9646                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
9647                     return 0;
9648                 }
9649
9650               final_value = comparison_value;
9651
9652               /* Reset these in case we normalized the initial value
9653                  and comparison value above.  */
9654               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9655                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9656                 {
9657                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
9658                   final_value
9659                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
9660                 }
9661               bl->initial_value = initial_value;
9662
9663               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
9664               reg = bl->biv->dest_reg;
9665               mode = GET_MODE (reg);
9666               jump_label = condjump_label (PREV_INSN (loop_end));
9667               new_add_val = GEN_INT (-INTVAL (bl->biv->add_val));
9668
9669               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
9670                  to generate a SUB.
9671                  Initialize biv to start_value before loop start.
9672                  The old initializing insn will be deleted as a
9673                  dead store by flow.c.  */
9674               if (initial_value == const0_rtx
9675                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9676                 {
9677                   start_value
9678                     = gen_int_mode (comparison_val - add_adjust, mode);
9679                   loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (reg, start_value));
9680                 }
9681               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9682                 {
9683                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
9684                   rtx add_insn = gen_add3_insn (reg, comparison_value, offset);
9685
9686                   if (add_insn == 0)
9687                     return 0;
9688
9689                   start_value
9690                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
9691                   loop_insn_hoist (loop, add_insn);
9692                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
9693                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
9694                                                 GEN_INT (add_val));
9695                 }
9696               else if (! add_adjust)
9697                 {
9698                   rtx sub_insn = gen_sub3_insn (reg, comparison_value,
9699                                                 initial_value);
9700
9701                   if (sub_insn == 0)
9702                     return 0;
9703                   start_value
9704                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
9705                   loop_insn_hoist (loop, sub_insn);
9706                 }
9707               else
9708                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
9709                    better to have a testcase first.  */
9710                 return 0;
9711
9712               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
9713                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
9714               start_sequence ();
9715               expand_inc (reg, new_add_val);
9716               tem = get_insns ();
9717               end_sequence ();
9718
9719               p = loop_insn_emit_before (loop, 0, bl->biv->insn, tem);
9720               delete_insn (bl->biv->insn);
9721
9722               /* Update biv info to reflect its new status.  */
9723               bl->biv->insn = p;
9724               bl->initial_value = start_value;
9725               bl->biv->add_val = new_add_val;
9726
9727               /* Update loop info.  */
9728               loop_info->initial_value = reg;
9729               loop_info->initial_equiv_value = reg;
9730               loop_info->final_value = const0_rtx;
9731               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
9732               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
9733               loop_info->comparison_code = cmp_code;
9734               loop_info->increment = new_add_val;
9735
9736               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
9737                  not delete the label.  */
9738               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0))++;
9739
9740               /* If we have a separate comparison insn that does more
9741                  than just set cc0, the result of the comparison might
9742                  be used outside the loop.  */
9743               keep_first_compare = (compare_and_branch == 2
9744 #ifdef HAVE_CC0
9745                                     && sets_cc0_p (first_compare) <= 0
9746 #endif
9747                                     );
9748
9749               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
9750                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
9751               if (keep_first_compare
9752                   || (REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
9753                   || ! bl->init_insn
9754                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
9755                 loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (reg, final_value));
9756
9757               if (keep_first_compare)
9758                 loop_insn_sink (loop, PATTERN (first_compare));
9759
9760               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
9761               delete_related_insns (PREV_INSN (loop_end));
9762               if (compare_and_branch == 2)
9763                 delete_related_insns (first_compare);
9764
9765               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
9766               start_sequence ();
9767               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
9768                                        mode, 0,
9769                                        XEXP (jump_label, 0));
9770               tem = get_insns ();
9771               end_sequence ();
9772               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
9773
9774               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
9775                    tem && !JUMP_P (tem);
9776                    tem = PREV_INSN (tem))
9777                 ;
9778
9779               if (tem)
9780                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
9781
9782               if (nonneg)
9783                 {
9784                   if (tem)
9785                     {
9786                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
9787                       /* Register is now always nonnegative,
9788                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
9789                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, reg,
9790                                                            REG_NOTES (tem));
9791                     }
9792                   bl->nonneg = 1;
9793                 }
9794
9795               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
9796                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
9797                  code).
9798                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
9799                  counting, or it is the only biv in this function.
9800                  However, the code that computes no_use_except_counting does
9801                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
9802                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
9803                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
9804                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
9805                  here.  */
9806               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9807                 if (INSN_P (p))
9808                   {
9809                     rtx *pnote;
9810                     rtx set = single_set (p);
9811                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
9812                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
9813                     if (! set
9814                         || !REG_P (SET_DEST (set))
9815                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= ivs->n_regs
9816                         || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
9817                         || REG_IV_INFO (ivs, REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
9818                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
9819                         {
9820                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
9821                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
9822                                                   XEXP (*pnote, 0)))
9823                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
9824                           else
9825                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
9826                         }
9827                   }
9828
9829               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
9830                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
9831                  will have to be fixed up.  */
9832
9833               bl->reversed = 1;
9834
9835               if (loop_dump_stream)
9836                 {
9837                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
9838                   if (bl->nonneg)
9839                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
9840                   else
9841                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
9842                 }
9843
9844               return 1;
9845             }
9846         }
9847     }
9848
9849   return 0;
9850 }
9851 \f
9852 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
9853    based on the insns in the loop that refer to it.
9854
9855    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
9856
9857    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
9858    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
9859    start of the loop.  */
9860
9861 static int
9862 maybe_eliminate_biv (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
9863                      int eliminate_p, int threshold, int insn_count)
9864 {
9865   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
9866   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
9867   rtx p;
9868
9869   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
9870      biv in a way that we cannot eliminate.  */
9871
9872   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
9873     {
9874       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
9875       basic_block where_bb = 0;
9876       rtx where_insn = threshold >= insn_count ? 0 : p;
9877       rtx note;
9878
9879       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
9880       if (INSN_P (p))
9881         {
9882           note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
9883
9884           if (note)
9885             {
9886               rtx last = XEXP (note, 0);
9887               rtx set = single_set (last);
9888
9889               if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
9890                 {
9891                   unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
9892
9893                   if (regno < ivs->n_regs
9894                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == GENERAL_INDUCT
9895                       && REG_IV_INFO (ivs, regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
9896                     p = last;
9897                 }
9898             }
9899         }
9900
9901       /* Closely examine the insn if the biv is mentioned.  */
9902       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
9903           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
9904           && ! maybe_eliminate_biv_1 (loop, PATTERN (p), p, bl,
9905                                       eliminate_p, where_bb, where_insn))
9906         {
9907           if (loop_dump_stream)
9908             fprintf (loop_dump_stream,
9909                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
9910                      bl->regno, INSN_UID (p));
9911           break;
9912         }
9913
9914       /* If we are eliminating, kill REG_EQUAL notes mentioning the biv.  */
9915       if (eliminate_p
9916           && (note = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)) != NULL_RTX
9917           && reg_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
9918         remove_note (p, note);
9919     }
9920
9921   if (p == loop->end)
9922     {
9923       if (loop_dump_stream)
9924         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
9925                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
9926       return 1;
9927     }
9928
9929   return 0;
9930 }
9931 \f
9932 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
9933    Return nonzero if INSN is first.  */
9934
9935 static int
9936 loop_insn_first_p (rtx insn, rtx reference)
9937 {
9938   rtx p, q;
9939
9940   for (p = insn, q = reference;;)
9941     {
9942       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
9943          first.  */
9944       if (q == insn || ! p)
9945         return 0;
9946       if (p == reference || ! q)
9947         return 1;
9948
9949       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
9950          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
9951          P is a note.  */
9952       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
9953           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
9954           && !NOTE_P (p))
9955         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
9956
9957       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
9958           || NOTE_P (p))
9959         p = NEXT_INSN (p);
9960       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
9961         q = NEXT_INSN (q);
9962     }
9963 }
9964
9965 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return nonzero if
9966    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
9967    div derivation is zero.  */
9968 static int
9969 biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *biv,
9970                                   struct induction *giv, rtx insn)
9971 {
9972   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
9973      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
9974      insn, then we'd have to adjust the value used here.
9975      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
9976   if (giv->auto_inc_opt
9977       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
9978            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
9979           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
9980               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
9981     return 0;
9982
9983   return 1;
9984 }
9985
9986 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
9987    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
9988
9989    If BIV does not appear in X, return 1.
9990
9991    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
9992    WHERE_INSN/WHERE_BB indicate where extra insns should be added.
9993    Depending on how many items have been moved out of the loop, it
9994    will either be before INSN (when WHERE_INSN is nonzero) or at the
9995    start of the loop (when WHERE_INSN is zero).  */
9996
9997 static int
9998 maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
9999                        struct iv_class *bl, int eliminate_p,
10000                        basic_block where_bb, rtx where_insn)
10001 {
10002   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
10003   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
10004   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
10005   struct induction *v;
10006   rtx arg, tem;
10007 #ifdef HAVE_cc0
10008   rtx new;
10009 #endif
10010   int arg_operand;
10011   const char *fmt;
10012   int i, j;
10013
10014   switch (code)
10015     {
10016     case REG:
10017       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
10018          we can't eliminate it.  */
10019       if (x == reg)
10020         return 0;
10021       return 1;
10022
10023     case SET:
10024       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
10025       if (SET_DEST (x) == reg)
10026         return 1;
10027
10028       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
10029          it will go away when the giv is reduced.  */
10030       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10031         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
10032           return 1;
10033
10034 #ifdef HAVE_cc0
10035       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
10036         {
10037           /* Can replace with any giv that was reduced and
10038              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
10039              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10040              ??? We disable this optimization to avoid potential
10041              overflows.  */
10042
10043           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10044             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
10045                 && v->add_val == const0_rtx
10046                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10047                 && v->mode == mode
10048                 && 0)
10049               {
10050                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10051                   continue;
10052
10053                 if (! eliminate_p)
10054                   return 1;
10055
10056                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10057                    then reverse the comparison.  */
10058                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10059                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
10060                                          const0_rtx, v->new_reg);
10061                 else
10062                   new = v->new_reg;
10063
10064                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
10065                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
10066                   return 1;
10067               }
10068
10069           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
10070              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
10071              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10072              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
10073              overflow problem.  */
10074
10075           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10076             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10077                 && v->mult_val != const0_rtx
10078                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10079                 && v->mode == mode
10080                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10081                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10082                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10083                     || (REG_P (v->add_val)
10084                         && REG_POINTER (v->add_val))))
10085               {
10086                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10087                   continue;
10088
10089                 if (! eliminate_p)
10090                   return 1;
10091
10092                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10093                    then reverse the comparison.  */
10094                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10095                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
10096                                          v->new_reg);
10097                 else
10098                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
10099                                          copy_rtx (v->add_val));
10100
10101                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
10102                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
10103                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10104                   return 1;
10105
10106                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
10107                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
10108                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
10109
10110                 loop_insn_emit_before (loop, 0, where_insn,
10111                                        gen_move_insn (tem,
10112                                                       copy_rtx (v->add_val)));
10113
10114                 /* Substitute the new register for its invariant value in
10115                    the compare expression.  */
10116                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
10117                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10118                   return 1;
10119               }
10120         }
10121 #endif
10122       break;
10123
10124     case COMPARE:
10125     case EQ:  case NE:
10126     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
10127     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
10128       /* See if either argument is the biv.  */
10129       if (XEXP (x, 0) == reg)
10130         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
10131       else if (XEXP (x, 1) == reg)
10132         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
10133       else
10134         break;
10135
10136       if (CONSTANT_P (arg))
10137         {
10138           /* First try to replace with any giv that has constant positive
10139              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
10140              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
10141
10142           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10143             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10144                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
10145                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10146                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10147                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10148                     || (REG_P (v->add_val)
10149                         && REG_POINTER (v->add_val)))
10150                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10151                 && v->mode == mode)
10152               {
10153                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10154                   continue;
10155
10156                 /* Don't eliminate if the linear combination that makes up
10157                    the giv overflows when it is applied to ARG.  */
10158                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT)
10159                   {
10160                     rtx add_val;
10161
10162                     if (GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
10163                       add_val = v->add_val;
10164                     else
10165                       add_val = const0_rtx;
10166
10167                     if (const_mult_add_overflow_p (arg, v->mult_val,
10168                                                    add_val, mode, 1))
10169                       continue;
10170                   }
10171
10172                 if (! eliminate_p)
10173                   return 1;
10174
10175                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
10176                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand), v->new_reg, 1);
10177
10178                 /* If all constants are actually constant integers and
10179                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
10180                    do so.  */
10181                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
10182                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT)
10183                   {
10184                     tem = expand_mult_add (arg, NULL_RTX, v->mult_val,
10185                                            v->add_val, mode, 1);
10186                   }
10187                 else
10188                   {
10189                     /* Otherwise, load it into a register.  */
10190                     tem = gen_reg_rtx (mode);
10191                     loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10192                                                   v->mult_val, v->add_val,
10193                                                   tem, where_bb, where_insn);
10194                   }
10195
10196                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10197
10198                 if (apply_change_group ())
10199                   return 1;
10200               }
10201
10202           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
10203              Insert insns to calculate new compare value.
10204              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
10205
10206           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10207             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10208                 && INTVAL (v->mult_val) > 0
10209                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10210                 && v->mode == mode
10211                 && 0)
10212               {
10213                 rtx tem;
10214
10215                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10216                   continue;
10217
10218                 if (! eliminate_p)
10219                   return 1;
10220
10221                 tem = gen_reg_rtx (mode);
10222
10223                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
10224                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
10225                                  v->new_reg, 1);
10226
10227                 /* Compute value to compare against.  */
10228                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10229                                               v->mult_val, v->add_val,
10230                                               tem, where_bb, where_insn);
10231                 /* Use it in this insn.  */
10232                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10233                 if (apply_change_group ())
10234                   return 1;
10235               }
10236         }
10237       else if (REG_P (arg) || MEM_P (arg))
10238         {
10239           if (loop_invariant_p (loop, arg) == 1)
10240             {
10241               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
10242                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
10243                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
10244
10245               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10246                 if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && INTVAL (v->mult_val) > 0
10247                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10248                     && v->mode == mode
10249                     && 0)
10250                   {
10251                     rtx tem;
10252
10253                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10254                       continue;
10255
10256                     if (! eliminate_p)
10257                       return 1;
10258
10259                     tem = gen_reg_rtx (mode);
10260
10261                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
10262                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
10263                                      v->new_reg, 1);
10264
10265                     /* Compute value to compare against.  */
10266                     loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg,
10267                                                   v->mult_val, v->add_val,
10268                                                   tem, where_bb, where_insn);
10269                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10270                     if (apply_change_group ())
10271                       return 1;
10272                   }
10273             }
10274
10275           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
10276              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
10277              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
10278              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
10279              but that can generate poor code.
10280
10281              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
10282              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
10283              we might have to do a topological sort of the order in which
10284              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
10285              this sort of thing now.  */
10286
10287 #if 0
10288           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
10289           if (!REG_P (arg)
10290               || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
10291             return 0;
10292
10293           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
10294              with identical coefficients.  */
10295           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10296             {
10297               struct induction *tv;
10298
10299               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
10300                 continue;
10301
10302               for (tv = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (arg))->giv; tv;
10303                    tv = tv->next_iv)
10304                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
10305                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
10306                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
10307                     && tv->mode == mode)
10308                   {
10309                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10310                       continue;
10311
10312                     if (! eliminate_p)
10313                       return 1;
10314
10315                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
10316                     XEXP (x, 1 - arg_operand) = v->new_reg;
10317                     /* Replace other operand with the other giv's
10318                        reduced reg.  */
10319                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
10320                     return 1;
10321                   }
10322             }
10323 #endif
10324         }
10325
10326       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
10327       return 0;
10328
10329     case MEM:
10330       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
10331          biv is used in it, since it will be replaced.  */
10332       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10333         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
10334           return 1;
10335       break;
10336
10337     default:
10338       break;
10339     }
10340
10341   /* See if any subexpression fails elimination.  */
10342   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
10343   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
10344     {
10345       switch (fmt[i])
10346         {
10347         case 'e':
10348           if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XEXP (x, i), insn, bl,
10349                                        eliminate_p, where_bb, where_insn))
10350             return 0;
10351           break;
10352
10353         case 'E':
10354           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10355             if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
10356                                          eliminate_p, where_bb, where_insn))
10357               return 0;
10358           break;
10359         }
10360     }
10361
10362   return 1;
10363 }
10364 \f
10365 /* Return nonzero if the last use of REG
10366    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
10367
10368 static int
10369 last_use_this_basic_block (rtx reg, rtx insn)
10370 {
10371   rtx n;
10372   for (n = insn;
10373        n && !LABEL_P (n) && !JUMP_P (n);
10374        n = NEXT_INSN (n))
10375     {
10376       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
10377         return 1;
10378     }
10379   return 0;
10380 }
10381 \f
10382 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
10383    just record the location of the set and process it later.  */
10384
10385 static void
10386 record_initial (rtx dest, rtx set, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10387 {
10388   struct loop_ivs *ivs = (struct loop_ivs *) data;
10389   struct iv_class *bl;
10390
10391   if (!REG_P (dest)
10392       || REGNO (dest) >= ivs->n_regs
10393       || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
10394     return;
10395
10396   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest));
10397
10398   /* If this is the first set found, record it.  */
10399   if (bl->init_insn == 0)
10400     {
10401       bl->init_insn = note_insn;
10402       bl->init_set = set;
10403     }
10404 }
10405 \f
10406 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
10407    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
10408    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
10409    use it.  X must be a source expression only.  */
10410
10411 static void
10412 update_reg_last_use (rtx x, rtx insn)
10413 {
10414   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
10415      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
10416      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
10417      and hence this insn will never be the last use of x.
10418      ???? This comment is not correct.  See for example loop_givs_reduce.
10419      This may insert an insn before another new insn.  */
10420   if (REG_P (x) && REGNO (x) < max_reg_before_loop
10421       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
10422       && REGNO_LAST_LUID (REGNO (x)) < INSN_LUID (insn))
10423     {
10424       REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
10425     }
10426   else
10427     {
10428       int i, j;
10429       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
10430       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
10431         {
10432           if (fmt[i] == 'e')
10433             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
10434           else if (fmt[i] == 'E')
10435             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10436               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
10437         }
10438     }
10439 }
10440 \f
10441 /* Given an insn INSN and condition COND, return the condition in a
10442    canonical form to simplify testing by callers.  Specifically:
10443
10444    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
10445    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
10446    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
10447    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
10448        for GE, GEU, and LEU.
10449
10450    If the condition cannot be understood, or is an inequality floating-point
10451    comparison which needs to be reversed, 0 will be returned.
10452
10453    If REVERSE is nonzero, then reverse the condition prior to canonizing it.
10454
10455    If EARLIEST is nonzero, it is a pointer to a place where the earliest
10456    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
10457    of the condition is desired, it should be placed in front of that
10458    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
10459
10460    If WANT_REG is nonzero, we wish the condition to be relative to that
10461    register, if possible.  Therefore, do not canonicalize the condition
10462    further.  If ALLOW_CC_MODE is nonzero, allow the condition returned 
10463    to be a compare to a CC mode register.
10464
10465    If VALID_AT_INSN_P, the condition must be valid at both *EARLIEST
10466    and at INSN.  */
10467
10468 rtx
10469 canonicalize_condition (rtx insn, rtx cond, int reverse, rtx *earliest,
10470                         rtx want_reg, int allow_cc_mode, int valid_at_insn_p)
10471 {
10472   enum rtx_code code;
10473   rtx prev = insn;
10474   rtx set;
10475   rtx tem;
10476   rtx op0, op1;
10477   int reverse_code = 0;
10478   enum machine_mode mode;
10479
10480   code = GET_CODE (cond);
10481   mode = GET_MODE (cond);
10482   op0 = XEXP (cond, 0);
10483   op1 = XEXP (cond, 1);
10484
10485   if (reverse)
10486     code = reversed_comparison_code (cond, insn);
10487   if (code == UNKNOWN)
10488     return 0;
10489
10490   if (earliest)
10491     *earliest = insn;
10492
10493   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
10494      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
10495      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
10496      in cse.c  */
10497
10498   while ((GET_RTX_CLASS (code) == RTX_COMPARE
10499           || GET_RTX_CLASS (code) == RTX_COMM_COMPARE)
10500          && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0))
10501          && op0 != want_reg)
10502     {
10503       /* Set nonzero when we find something of interest.  */
10504       rtx x = 0;
10505
10506 #ifdef HAVE_cc0
10507       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
10508          insn.  */
10509       if (op0 == cc0_rtx)
10510         {
10511           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
10512               || !NONJUMP_INSN_P (prev)
10513               || (set = single_set (prev)) == 0
10514               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
10515             return 0;
10516
10517           op0 = SET_SRC (set);
10518           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
10519           if (earliest)
10520             *earliest = prev;
10521         }
10522 #endif
10523
10524       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
10525       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
10526         {
10527           op1 = XEXP (op0, 1);
10528           op0 = XEXP (op0, 0);
10529           continue;
10530         }
10531       else if (!REG_P (op0))
10532         break;
10533
10534       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
10535          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
10536          we don't want to bother dealing with it.  */
10537
10538       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
10539           || !NONJUMP_INSN_P (prev)
10540           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, NULL_RTX))
10541         break;
10542
10543       set = set_of (op0, prev);
10544
10545       if (set
10546           && (GET_CODE (set) != SET
10547               || !rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0)))
10548         break;
10549
10550       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
10551          relevant.  */
10552       if (set)
10553         {
10554           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
10555 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
10556           REAL_VALUE_TYPE fsfv;
10557 #endif
10558
10559           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
10560              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
10561              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
10562              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
10563              actually artificial, simply to prevent the combination, but
10564              should not affect other platforms.
10565
10566              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
10567              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
10568              modeless comparisons inside branch patterns.
10569
10570              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
10571              in simplify_comparison in combine.  */
10572
10573           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
10574                || (((code == NE
10575                      || (code == LT
10576                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
10577                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
10578                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
10579                          && (STORE_FLAG_VALUE
10580                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
10581                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
10582 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
10583                      || (code == LT
10584                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
10585                          && (fsfv = FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode),
10586                              REAL_VALUE_NEGATIVE (fsfv)))
10587 #endif
10588                      ))
10589                    && COMPARISON_P (SET_SRC (set))))
10590               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
10591                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
10592                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
10593             x = SET_SRC (set);
10594           else if (((code == EQ
10595                      || (code == GE
10596                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
10597                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
10598                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
10599                          && (STORE_FLAG_VALUE
10600                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
10601                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
10602 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
10603                      || (code == GE
10604                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
10605                          && (fsfv = FLOAT_STORE_FLAG_VALUE (inner_mode),
10606                              REAL_VALUE_NEGATIVE (fsfv)))
10607 #endif
10608                      ))
10609                    && COMPARISON_P (SET_SRC (set))
10610                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
10611                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
10612                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
10613
10614             {
10615               reverse_code = 1;
10616               x = SET_SRC (set);
10617             }
10618           else
10619             break;
10620         }
10621
10622       else if (reg_set_p (op0, prev))
10623         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
10624         break;
10625
10626       if (x)
10627         {
10628           /* If the caller is expecting the condition to be valid at INSN,
10629              make sure X doesn't change before INSN.  */
10630           if (valid_at_insn_p)
10631             if (modified_in_p (x, prev) || modified_between_p (x, prev, insn))
10632               break;
10633           if (COMPARISON_P (x))
10634             code = GET_CODE (x);
10635           if (reverse_code)
10636             {
10637               code = reversed_comparison_code (x, prev);
10638               if (code == UNKNOWN)
10639                 return 0;
10640               reverse_code = 0;
10641             }
10642
10643           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
10644           if (earliest)
10645             *earliest = prev;
10646         }
10647     }
10648
10649   /* If constant is first, put it last.  */
10650   if (CONSTANT_P (op0))
10651     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
10652
10653   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
10654      was really being compared, so fail.  */
10655   if (!allow_cc_mode
10656       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
10657     return 0;
10658
10659   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
10660      if we can do computations in the relevant mode and we do not
10661      overflow.  */
10662
10663   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) != MODE_CC
10664       && GET_CODE (op1) == CONST_INT
10665       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
10666       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
10667     {
10668       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
10669       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
10670       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
10671         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
10672
10673       switch (code)
10674         {
10675         case LE:
10676           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
10677             code = LT, op1 = gen_int_mode (const_val + 1, GET_MODE (op0));
10678           break;
10679
10680         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
10681            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
10682         case GE:
10683           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
10684               != (((HOST_WIDE_INT) 1
10685                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
10686             code = GT, op1 = gen_int_mode (const_val - 1, GET_MODE (op0));
10687           break;
10688
10689         case LEU:
10690           if (uconst_val < max_val)
10691             code = LTU, op1 = gen_int_mode (uconst_val + 1, GET_MODE (op0));
10692           break;
10693
10694         case GEU:
10695           if (uconst_val != 0)
10696             code = GTU, op1 = gen_int_mode (uconst_val - 1, GET_MODE (op0));
10697           break;
10698
10699         default:
10700           break;
10701         }
10702     }
10703
10704   /* Never return CC0; return zero instead.  */
10705   if (CC0_P (op0))
10706     return 0;
10707
10708   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
10709 }
10710
10711 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
10712    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
10713    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
10714    be returned.
10715
10716    If EARLIEST is nonzero, it is a pointer to a place where the earliest
10717    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
10718    of the condition is desired, it should be placed in front of that
10719    insn and we will be sure that the inputs are still valid.  If EARLIEST
10720    is null, the returned condition will be valid at INSN.
10721
10722    If ALLOW_CC_MODE is nonzero, allow the condition returned to be a
10723    compare CC mode register.
10724
10725    VALID_AT_INSN_P is the same as for canonicalize_condition.  */
10726
10727 rtx
10728 get_condition (rtx jump, rtx *earliest, int allow_cc_mode, int valid_at_insn_p)
10729 {
10730   rtx cond;
10731   int reverse;
10732   rtx set;
10733
10734   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
10735   if (!JUMP_P (jump)
10736       || ! any_condjump_p (jump))
10737     return 0;
10738   set = pc_set (jump);
10739
10740   cond = XEXP (SET_SRC (set), 0);
10741
10742   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
10743      the condition.  */
10744   reverse
10745     = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (set), 2)) == LABEL_REF
10746       && XEXP (XEXP (SET_SRC (set), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump);
10747
10748   return canonicalize_condition (jump, cond, reverse, earliest, NULL_RTX,
10749                                  allow_cc_mode, valid_at_insn_p);
10750 }
10751
10752 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
10753    unless both operands are invariants.  */
10754
10755 static rtx
10756 get_condition_for_loop (const struct loop *loop, rtx x)
10757 {
10758   rtx comparison = get_condition (x, (rtx*) 0, false, true);
10759
10760   if (comparison == 0
10761       || ! loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 0))
10762       || loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 1)))
10763     return comparison;
10764
10765   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
10766                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
10767 }
10768
10769 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
10770
10771    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
10772    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
10773 static int
10774 indirect_jump_in_function_p (rtx start)
10775 {
10776   rtx insn;
10777
10778   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
10779     if (computed_jump_p (insn))
10780       return 1;
10781
10782   return 0;
10783 }
10784
10785 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
10786    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
10787    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
10788
10789 static int
10790 insert_loop_mem (rtx *mem, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10791 {
10792   struct loop_info *loop_info = data;
10793   int i;
10794   rtx m = *mem;
10795
10796   if (m == NULL_RTX)
10797     return 0;
10798
10799   switch (GET_CODE (m))
10800     {
10801     case MEM:
10802       break;
10803
10804     case CLOBBER:
10805       /* We're not interested in MEMs that are only clobbered.  */
10806       return -1;
10807
10808     case CONST_DOUBLE:
10809       /* We're not interested in the MEM associated with a
10810          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
10811       return -1;
10812
10813     case EXPR_LIST:
10814       /* We're not interested in any MEMs that only appear in notes.  */
10815       return -1;
10816
10817     default:
10818       /* This is not a MEM.  */
10819       return 0;
10820     }
10821
10822   /* See if we've already seen this MEM.  */
10823   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
10824     if (rtx_equal_p (m, loop_info->mems[i].mem))
10825       {
10826         if (MEM_VOLATILE_P (m) && !MEM_VOLATILE_P (loop_info->mems[i].mem))
10827           loop_info->mems[i].mem = m;
10828         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_info->mems[i].mem))
10829           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
10830              this happens, something tricky is going on, and we just
10831              don't optimize accesses to this MEM.  */
10832           loop_info->mems[i].optimize = 0;
10833
10834         return 0;
10835       }
10836
10837   /* Resize the array, if necessary.  */
10838   if (loop_info->mems_idx == loop_info->mems_allocated)
10839     {
10840       if (loop_info->mems_allocated != 0)
10841         loop_info->mems_allocated *= 2;
10842       else
10843         loop_info->mems_allocated = 32;
10844
10845       loop_info->mems = xrealloc (loop_info->mems,
10846                                   loop_info->mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
10847     }
10848
10849   /* Actually insert the MEM.  */
10850   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].mem = m;
10851   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
10852      because we can't put it in a register.  We still store it in the
10853      table, though, so that if we see the same address later, but in a
10854      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
10855   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
10856   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].reg = NULL_RTX;
10857   ++loop_info->mems_idx;
10858
10859   return 0;
10860 }
10861
10862
10863 /* Allocate REGS->ARRAY or reallocate it if it is too small.
10864
10865    Increment REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP at the index I of each
10866    register that is modified by an insn between FROM and TO.  If the
10867    value of an element of REGS->array[I].SET_IN_LOOP becomes 127 or
10868    more, stop incrementing it, to avoid overflow.
10869
10870    Store in REGS->ARRAY[I].SINGLE_USAGE the single insn in which
10871    register I is used, if it is only used once.  Otherwise, it is set
10872    to 0 (for no uses) or const0_rtx for more than one use.  This
10873    parameter may be zero, in which case this processing is not done.
10874
10875    Set REGS->ARRAY[I].MAY_NOT_OPTIMIZE nonzero if we should not
10876    optimize register I.  */
10877
10878 static void
10879 loop_regs_scan (const struct loop *loop, int extra_size)
10880 {
10881   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
10882   int old_nregs;
10883   /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current
10884    basic block.  In that case, it is the insn that last set reg n.  */
10885   rtx *last_set;
10886   rtx insn;
10887   int i;
10888
10889   old_nregs = regs->num;
10890   regs->num = max_reg_num ();
10891
10892   /* Grow the regs array if not allocated or too small.  */
10893   if (regs->num >= regs->size)
10894     {
10895       regs->size = regs->num + extra_size;
10896
10897       regs->array = xrealloc (regs->array, regs->size * sizeof (*regs->array));
10898
10899       /* Zero the new elements.  */
10900       memset (regs->array + old_nregs, 0,
10901               (regs->size - old_nregs) * sizeof (*regs->array));
10902     }
10903
10904   /* Clear previously scanned fields but do not clear n_times_set.  */
10905   for (i = 0; i < old_nregs; i++)
10906     {
10907       regs->array[i].set_in_loop = 0;
10908       regs->array[i].may_not_optimize = 0;
10909       regs->array[i].single_usage = NULL_RTX;
10910     }
10911
10912   last_set = xcalloc (regs->num, sizeof (rtx));
10913
10914   /* Scan the loop, recording register usage.  */
10915   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10916        insn = NEXT_INSN (insn))
10917     {
10918       if (INSN_P (insn))
10919         {
10920           /* Record registers that have exactly one use.  */
10921           find_single_use_in_loop (regs, insn, PATTERN (insn));
10922
10923           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
10924           if (REG_NOTES (insn))
10925             find_single_use_in_loop (regs, insn, REG_NOTES (insn));
10926
10927           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
10928               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
10929             count_one_set (regs, insn, PATTERN (insn), last_set);
10930           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
10931             {
10932               int i;
10933               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
10934                 count_one_set (regs, insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
10935                                last_set);
10936             }
10937         }
10938
10939       if (LABEL_P (insn) || JUMP_P (insn))
10940         memset (last_set, 0, regs->num * sizeof (rtx));
10941
10942       /* Invalidate all registers used for function argument passing.
10943          We check rtx_varies_p for the same reason as below, to allow
10944          optimizing PIC calculations.  */
10945       if (CALL_P (insn))
10946         {
10947           rtx link;
10948           for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn);
10949                link;
10950                link = XEXP (link, 1))
10951             {
10952               rtx op, reg;
10953
10954               if (GET_CODE (op = XEXP (link, 0)) == USE
10955                   && REG_P (reg = XEXP (op, 0))
10956                   && rtx_varies_p (reg, 1))
10957                 regs->array[REGNO (reg)].may_not_optimize = 1;
10958             }
10959         }
10960     }
10961
10962   /* Invalidate all hard registers clobbered by calls.  With one exception:
10963      a call-clobbered PIC register is still function-invariant for our
10964      purposes, since we can hoist any PIC calculations out of the loop.
10965      Thus the call to rtx_varies_p.  */
10966   if (LOOP_INFO (loop)->has_call)
10967     for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
10968       if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, i)
10969           && rtx_varies_p (regno_reg_rtx[i], 1))
10970         {
10971           regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10972           regs->array[i].set_in_loop = 1;
10973         }
10974
10975 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
10976   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
10977      create CCmode register copies.  */
10978   for (i = regs->num - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
10979     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
10980       regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10981 #endif
10982
10983   /* Set regs->array[I].n_times_set for the new registers.  */
10984   for (i = old_nregs; i < regs->num; i++)
10985     regs->array[i].n_times_set = regs->array[i].set_in_loop;
10986
10987   free (last_set);
10988 }
10989
10990 /* Returns the number of real INSNs in the LOOP.  */
10991
10992 static int
10993 count_insns_in_loop (const struct loop *loop)
10994 {
10995   int count = 0;
10996   rtx insn;
10997
10998   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10999        insn = NEXT_INSN (insn))
11000     if (INSN_P (insn))
11001       ++count;
11002
11003   return count;
11004 }
11005
11006 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  */
11007
11008 static void
11009 load_mems (const struct loop *loop)
11010 {
11011   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
11012   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
11013   int maybe_never = 0;
11014   int i;
11015   rtx p, prev_ebb_head;
11016   rtx label = NULL_RTX;
11017   rtx end_label;
11018   /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
11019   int next_maybe_never = 0;
11020   unsigned int last_max_reg = max_reg_num ();
11021
11022   if (loop_info->mems_idx == 0)
11023     return;
11024
11025   /* We cannot use next_label here because it skips over normal insns.  */
11026   end_label = next_nonnote_insn (loop->end);
11027   if (end_label && !LABEL_P (end_label))
11028     end_label = NULL_RTX;
11029
11030   /* Check to see if it's possible that some instructions in the loop are
11031      never executed.  Also check if there is a goto out of the loop other
11032      than right after the end of the loop.  */
11033   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11034        p != NULL_RTX;
11035        p = next_insn_in_loop (loop, p))
11036     {
11037       if (LABEL_P (p))
11038         maybe_never = 1;
11039       else if (JUMP_P (p)
11040                /* If we enter the loop in the middle, and scan
11041                   around to the beginning, don't set maybe_never
11042                   for that.  This must be an unconditional jump,
11043                   otherwise the code at the top of the loop might
11044                   never be executed.  Unconditional jumps are
11045                   followed a by barrier then loop end.  */
11046                && ! (JUMP_P (p)
11047                      && JUMP_LABEL (p) == loop->top
11048                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
11049                      && any_uncondjump_p (p)))
11050         {
11051           /* If this is a jump outside of the loop but not right
11052              after the end of the loop, we would have to emit new fixup
11053              sequences for each such label.  */
11054           if (/* If we can't tell where control might go when this
11055                  JUMP_INSN is executed, we must be conservative.  */
11056               !JUMP_LABEL (p)
11057               || (JUMP_LABEL (p) != end_label
11058                   && (INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop
11059                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop->start)
11060                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop->end))))
11061             return;
11062
11063           if (!any_condjump_p (p))
11064             /* Something complicated.  */
11065             maybe_never = 1;
11066           else
11067             /* If there are any more instructions in the loop, they
11068                might not be reached.  */
11069             next_maybe_never = 1;
11070         }
11071       else if (next_maybe_never)
11072         maybe_never = 1;
11073     }
11074
11075   /* Find start of the extended basic block that enters the loop.  */
11076   for (p = loop->start;
11077        PREV_INSN (p) && !LABEL_P (p);
11078        p = PREV_INSN (p))
11079     ;
11080   prev_ebb_head = p;
11081
11082   cselib_init (true);
11083
11084   /* Build table of mems that get set to constant values before the
11085      loop.  */
11086   for (; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
11087     cselib_process_insn (p);
11088
11089   /* Actually move the MEMs.  */
11090   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
11091     {
11092       regset_head load_copies;
11093       regset_head store_copies;
11094       int written = 0;
11095       rtx reg;
11096       rtx mem = loop_info->mems[i].mem;
11097       rtx mem_list_entry;
11098
11099       if (MEM_VOLATILE_P (mem)
11100           || loop_invariant_p (loop, XEXP (mem, 0)) != 1)
11101         /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
11102         loop_info->mems[i].optimize = 0;
11103
11104       /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
11105          one is aliased by one of them.  */
11106       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
11107       while (mem_list_entry)
11108         {
11109           if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
11110             written = 1;
11111           else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
11112                                     mem, rtx_varies_p))
11113             {
11114               /* MEM is indeed aliased by this store.  */
11115               loop_info->mems[i].optimize = 0;
11116               break;
11117             }
11118           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
11119         }
11120
11121       if (flag_float_store && written
11122           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (mem)) == MODE_FLOAT)
11123         loop_info->mems[i].optimize = 0;
11124
11125       /* If this MEM is written to, we must be sure that there
11126          are no reads from another MEM that aliases this one.  */
11127       if (loop_info->mems[i].optimize && written)
11128         {
11129           int j;
11130
11131           for (j = 0; j < loop_info->mems_idx; ++j)
11132             {
11133               if (j == i)
11134                 continue;
11135               else if (true_dependence (mem,
11136                                         VOIDmode,
11137                                         loop_info->mems[j].mem,
11138                                         rtx_varies_p))
11139                 {
11140                   /* It's not safe to hoist loop_info->mems[i] out of
11141                      the loop because writes to it might not be
11142                      seen by reads from loop_info->mems[j].  */
11143                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
11144                   break;
11145                 }
11146             }
11147         }
11148
11149       if (maybe_never && may_trap_p (mem))
11150         /* We can't access the MEM outside the loop; it might
11151            cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
11152         loop_info->mems[i].optimize = 0;
11153
11154       if (!loop_info->mems[i].optimize)
11155         /* We thought we were going to lift this MEM out of the
11156            loop, but later discovered that we could not.  */
11157         continue;
11158
11159       INIT_REG_SET (&load_copies);
11160       INIT_REG_SET (&store_copies);
11161
11162       /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
11163          order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
11164          out of the loop just because this REG is neither a
11165          user-variable nor used in the loop test.  */
11166       reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
11167       REG_USERVAR_P (reg) = 1;
11168       loop_info->mems[i].reg = reg;
11169
11170       /* Now, replace all references to the MEM with the
11171          corresponding pseudos.  */
11172       maybe_never = 0;
11173       for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11174            p != NULL_RTX;
11175            p = next_insn_in_loop (loop, p))
11176         {
11177           if (INSN_P (p))
11178             {
11179               rtx set;
11180
11181               set = single_set (p);
11182
11183               /* See if this copies the mem into a register that isn't
11184                  modified afterwards.  We'll try to do copy propagation
11185                  a little further on.  */
11186               if (set
11187                   /* @@@ This test is _way_ too conservative.  */
11188                   && ! maybe_never
11189                   && REG_P (SET_DEST (set))
11190                   && REGNO (SET_DEST (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
11191                   && REGNO (SET_DEST (set)) < last_max_reg
11192                   && regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].n_times_set == 1
11193                   && rtx_equal_p (SET_SRC (set), mem))
11194                 SET_REGNO_REG_SET (&load_copies, REGNO (SET_DEST (set)));
11195
11196               /* See if this copies the mem from a register that isn't
11197                  modified afterwards.  We'll try to remove the
11198                  redundant copy later on by doing a little register
11199                  renaming and copy propagation.   This will help
11200                  to untangle things for the BIV detection code.  */
11201               if (set
11202                   && ! maybe_never
11203                   && REG_P (SET_SRC (set))
11204                   && REGNO (SET_SRC (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
11205                   && REGNO (SET_SRC (set)) < last_max_reg
11206                   && regs->array[REGNO (SET_SRC (set))].n_times_set == 1
11207                   && rtx_equal_p (SET_DEST (set), mem))
11208                 SET_REGNO_REG_SET (&store_copies, REGNO (SET_SRC (set)));
11209
11210               /* If this is a call which uses / clobbers this memory
11211                  location, we must not change the interface here.  */
11212               if (CALL_P (p)
11213                   && reg_mentioned_p (loop_info->mems[i].mem,
11214                                       CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p)))
11215                 {
11216                   cancel_changes (0);
11217                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
11218                   break;
11219                 }
11220               else
11221                 /* Replace the memory reference with the shadow register.  */
11222                 replace_loop_mems (p, loop_info->mems[i].mem,
11223                                    loop_info->mems[i].reg, written);
11224             }
11225
11226           if (LABEL_P (p)
11227               || JUMP_P (p))
11228             maybe_never = 1;
11229         }
11230
11231       if (! loop_info->mems[i].optimize)
11232         ; /* We found we couldn't do the replacement, so do nothing.  */
11233       else if (! apply_change_group ())
11234         /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
11235         loop_info->mems[i].optimize = 0;
11236       else
11237         {
11238           /* Load the memory immediately before LOOP->START, which is
11239              the NOTE_LOOP_BEG.  */
11240           cselib_val *e = cselib_lookup (mem, VOIDmode, 0);
11241           rtx set;
11242           rtx best = mem;
11243           int j;
11244           struct elt_loc_list *const_equiv = 0;
11245
11246           if (e)
11247             {
11248               struct elt_loc_list *equiv;
11249               struct elt_loc_list *best_equiv = 0;
11250               for (equiv = e->locs; equiv; equiv = equiv->next)
11251                 {
11252                   if (CONSTANT_P (equiv->loc))
11253                     const_equiv = equiv;
11254                   else if (REG_P (equiv->loc)
11255                            /* Extending hard register lifetimes causes crash
11256                               on SRC targets.  Doing so on non-SRC is
11257                               probably also not good idea, since we most
11258                               probably have pseudoregister equivalence as
11259                               well.  */
11260                            && REGNO (equiv->loc) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
11261                     best_equiv = equiv;
11262                 }
11263               /* Use the constant equivalence if that is cheap enough.  */
11264               if (! best_equiv)
11265                 best_equiv = const_equiv;
11266               else if (const_equiv
11267                        && (rtx_cost (const_equiv->loc, SET)
11268                            <= rtx_cost (best_equiv->loc, SET)))
11269                 {
11270                   best_equiv = const_equiv;
11271                   const_equiv = 0;
11272                 }
11273
11274               /* If best_equiv is nonzero, we know that MEM is set to a
11275                  constant or register before the loop.  We will use this
11276                  knowledge to initialize the shadow register with that
11277                  constant or reg rather than by loading from MEM.  */
11278               if (best_equiv)
11279                 best = copy_rtx (best_equiv->loc);
11280             }
11281
11282           set = gen_move_insn (reg, best);
11283           set = loop_insn_hoist (loop, set);
11284           if (REG_P (best))
11285             {
11286               for (p = prev_ebb_head; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
11287                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) == INSN_UID (p))
11288                   {
11289                     REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) = INSN_UID (set);
11290                     break;
11291                   }
11292             }
11293
11294           if (const_equiv)
11295             set_unique_reg_note (set, REG_EQUAL, copy_rtx (const_equiv->loc));
11296
11297           if (written)
11298             {
11299               if (label == NULL_RTX)
11300                 {
11301                   label = gen_label_rtx ();
11302                   emit_label_after (label, loop->end);
11303                 }
11304
11305               /* Store the memory immediately after END, which is
11306                  the NOTE_LOOP_END.  */
11307               set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
11308               loop_insn_emit_after (loop, 0, label, set);
11309             }
11310
11311           if (loop_dump_stream)
11312             {
11313               fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
11314                        REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
11315               print_rtl (loop_dump_stream, mem);
11316               fputc ('\n', loop_dump_stream);
11317             }
11318
11319           /* Attempt a bit of copy propagation.  This helps untangle the
11320              data flow, and enables {basic,general}_induction_var to find
11321              more bivs/givs.  */
11322           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11323             (&load_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j,
11324              {
11325                try_copy_prop (loop, reg, j);
11326              });
11327           CLEAR_REG_SET (&load_copies);
11328
11329           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11330             (&store_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j,
11331              {
11332                try_swap_copy_prop (loop, reg, j);
11333              });
11334           CLEAR_REG_SET (&store_copies);
11335         }
11336     }
11337
11338   /* Now, we need to replace all references to the previous exit
11339      label with the new one.  */
11340   if (label != NULL_RTX && end_label != NULL_RTX)
11341     for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
11342       if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == end_label)
11343         redirect_jump (p, label, false);
11344
11345   cselib_finish ();
11346 }
11347
11348 /* For communication between note_reg_stored and its caller.  */
11349 struct note_reg_stored_arg
11350 {
11351   int set_seen;
11352   rtx reg;
11353 };
11354
11355 /* Called via note_stores, record in SET_SEEN whether X, which is written,
11356    is equal to ARG.  */
11357 static void
11358 note_reg_stored (rtx x, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *arg)
11359 {
11360   struct note_reg_stored_arg *t = (struct note_reg_stored_arg *) arg;
11361   if (t->reg == x)
11362     t->set_seen = 1;
11363 }
11364
11365 /* Try to replace every occurrence of pseudo REGNO with REPLACEMENT.
11366    There must be exactly one insn that sets this pseudo; it will be
11367    deleted if all replacements succeed and we can prove that the register
11368    is not used after the loop.  */
11369
11370 static void
11371 try_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement, unsigned int regno)
11372 {
11373   /* This is the reg that we are copying from.  */
11374   rtx reg_rtx = regno_reg_rtx[regno];
11375   rtx init_insn = 0;
11376   rtx insn;
11377   /* These help keep track of whether we replaced all uses of the reg.  */
11378   int replaced_last = 0;
11379   int store_is_first = 0;
11380
11381   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11382        insn != NULL_RTX;
11383        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11384     {
11385       rtx set;
11386
11387       /* Only substitute within one extended basic block from the initializing
11388          insn.  */
11389       if (LABEL_P (insn) && init_insn)
11390         break;
11391
11392       if (! INSN_P (insn))
11393         continue;
11394
11395       /* Is this the initializing insn?  */
11396       set = single_set (insn);
11397       if (set
11398           && REG_P (SET_DEST (set))
11399           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
11400         {
11401           if (init_insn)
11402             abort ();
11403
11404           init_insn = insn;
11405           if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11406             store_is_first = 1;
11407         }
11408
11409       /* Only substitute after seeing the initializing insn.  */
11410       if (init_insn && insn != init_insn)
11411         {
11412           struct note_reg_stored_arg arg;
11413
11414           replace_loop_regs (insn, reg_rtx, replacement);
11415           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11416             replaced_last = 1;
11417
11418           /* Stop replacing when REPLACEMENT is modified.  */
11419           arg.reg = replacement;
11420           arg.set_seen = 0;
11421           note_stores (PATTERN (insn), note_reg_stored, &arg);
11422           if (arg.set_seen)
11423             {
11424               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL);
11425
11426               /* It is possible that we've turned previously valid REG_EQUAL to
11427                  invalid, as we change the REGNO to REPLACEMENT and unlike REGNO,
11428                  REPLACEMENT is modified, we get different meaning.  */
11429               if (note && reg_mentioned_p (replacement, XEXP (note, 0)))
11430                 remove_note (insn, note);
11431               break;
11432             }
11433         }
11434     }
11435   if (! init_insn)
11436     abort ();
11437   if (apply_change_group ())
11438     {
11439       if (loop_dump_stream)
11440         fprintf (loop_dump_stream, "  Replaced reg %d", regno);
11441       if (store_is_first && replaced_last)
11442         {
11443           rtx first;
11444           rtx retval_note;
11445
11446           /* Assume we're just deleting INIT_INSN.  */
11447           first = init_insn;
11448           /* Look for REG_RETVAL note.  If we're deleting the end of
11449              the libcall sequence, the whole sequence can go.  */
11450           retval_note = find_reg_note (init_insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
11451           /* If we found a REG_RETVAL note, find the first instruction
11452              in the sequence.  */
11453           if (retval_note)
11454             first = XEXP (retval_note, 0);
11455
11456           /* Delete the instructions.  */
11457           loop_delete_insns (first, init_insn);
11458         }
11459       if (loop_dump_stream)
11460         fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
11461     }
11462 }
11463
11464 /* Replace all the instructions from FIRST up to and including LAST
11465    with NOTE_INSN_DELETED notes.  */
11466
11467 static void
11468 loop_delete_insns (rtx first, rtx last)
11469 {
11470   while (1)
11471     {
11472       if (loop_dump_stream)
11473         fprintf (loop_dump_stream, ", deleting init_insn (%d)",
11474                  INSN_UID (first));
11475       delete_insn (first);
11476
11477       /* If this was the LAST instructions we're supposed to delete,
11478          we're done.  */
11479       if (first == last)
11480         break;
11481
11482       first = NEXT_INSN (first);
11483     }
11484 }
11485
11486 /* Try to replace occurrences of pseudo REGNO with REPLACEMENT within
11487    loop LOOP if the order of the sets of these registers can be
11488    swapped.  There must be exactly one insn within the loop that sets
11489    this pseudo followed immediately by a move insn that sets
11490    REPLACEMENT with REGNO.  */
11491 static void
11492 try_swap_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement,
11493                     unsigned int regno)
11494 {
11495   rtx insn;
11496   rtx set = NULL_RTX;
11497   unsigned int new_regno;
11498
11499   new_regno = REGNO (replacement);
11500
11501   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11502        insn != NULL_RTX;
11503        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11504     {
11505       /* Search for the insn that copies REGNO to NEW_REGNO?  */
11506       if (INSN_P (insn)
11507           && (set = single_set (insn))
11508           && REG_P (SET_DEST (set))
11509           && REGNO (SET_DEST (set)) == new_regno
11510           && REG_P (SET_SRC (set))
11511           && REGNO (SET_SRC (set)) == regno)
11512         break;
11513     }
11514
11515   if (insn != NULL_RTX)
11516     {
11517       rtx prev_insn;
11518       rtx prev_set;
11519
11520       /* Some DEF-USE info would come in handy here to make this
11521          function more general.  For now, just check the previous insn
11522          which is the most likely candidate for setting REGNO.  */
11523
11524       prev_insn = PREV_INSN (insn);
11525
11526       if (INSN_P (insn)
11527           && (prev_set = single_set (prev_insn))
11528           && REG_P (SET_DEST (prev_set))
11529           && REGNO (SET_DEST (prev_set)) == regno)
11530         {
11531           /* We have:
11532              (set (reg regno) (expr))
11533              (set (reg new_regno) (reg regno))
11534
11535              so try converting this to:
11536              (set (reg new_regno) (expr))
11537              (set (reg regno) (reg new_regno))
11538
11539              The former construct is often generated when a global
11540              variable used for an induction variable is shadowed by a
11541              register (NEW_REGNO).  The latter construct improves the
11542              chances of GIV replacement and BIV elimination.  */
11543
11544           validate_change (prev_insn, &SET_DEST (prev_set),
11545                            replacement, 1);
11546           validate_change (insn, &SET_DEST (set),
11547                            SET_SRC (set), 1);
11548           validate_change (insn, &SET_SRC (set),
11549                            replacement, 1);
11550
11551           if (apply_change_group ())
11552             {
11553               if (loop_dump_stream)
11554                 fprintf (loop_dump_stream,
11555                          "  Swapped set of reg %d at %d with reg %d at %d.\n",
11556                          regno, INSN_UID (insn),
11557                          new_regno, INSN_UID (prev_insn));
11558
11559               /* Update first use of REGNO.  */
11560               if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (prev_insn))
11561                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (insn);
11562
11563               /* Now perform copy propagation to hopefully
11564                  remove all uses of REGNO within the loop.  */
11565               try_copy_prop (loop, replacement, regno);
11566             }
11567         }
11568     }
11569 }
11570
11571 /* Worker function for find_mem_in_note, called via for_each_rtx.  */
11572
11573 static int
11574 find_mem_in_note_1 (rtx *x, void *data)
11575 {
11576   if (*x != NULL_RTX && MEM_P (*x))
11577     {
11578       rtx *res = (rtx *) data;
11579       *res = *x;
11580       return 1;
11581     }
11582   return 0;
11583 }
11584
11585 /* Returns the first MEM found in NOTE by depth-first search.  */
11586
11587 static rtx
11588 find_mem_in_note (rtx note)
11589 {
11590   if (note && for_each_rtx (&note, find_mem_in_note_1, &note))
11591     return note;
11592   return NULL_RTX;
11593 }
11594
11595 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
11596    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually a pointer
11597    to a structure describing the instruction currently being scanned
11598    and the MEM we are currently replacing.  */
11599
11600 static int
11601 replace_loop_mem (rtx *mem, void *data)
11602 {
11603   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11604   rtx m = *mem;
11605
11606   if (m == NULL_RTX)
11607     return 0;
11608
11609   switch (GET_CODE (m))
11610     {
11611     case MEM:
11612       break;
11613
11614     case CONST_DOUBLE:
11615       /* We're not interested in the MEM associated with a
11616          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
11617       return -1;
11618
11619     default:
11620       /* This is not a MEM.  */
11621       return 0;
11622     }
11623
11624   if (!rtx_equal_p (args->match, m))
11625     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
11626     return 0;
11627
11628   /* Actually replace the MEM.  */
11629   validate_change (args->insn, mem, args->replacement, 1);
11630
11631   return 0;
11632 }
11633
11634 static void
11635 replace_loop_mems (rtx insn, rtx mem, rtx reg, int written)
11636 {
11637   loop_replace_args args;
11638
11639   args.insn = insn;
11640   args.match = mem;
11641   args.replacement = reg;
11642
11643   for_each_rtx (&insn, replace_loop_mem, &args);
11644
11645   /* If we hoist a mem write out of the loop, then REG_EQUAL
11646      notes referring to the mem are no longer valid.  */
11647   if (written)
11648     {
11649       rtx note, sub;
11650       rtx *link;
11651
11652       for (link = &REG_NOTES (insn); (note = *link); link = &XEXP (note, 1))
11653         {
11654           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
11655               && (sub = find_mem_in_note (note))
11656               && true_dependence (mem, VOIDmode, sub, rtx_varies_p))
11657             {
11658               /* Remove the note.  */
11659               validate_change (NULL_RTX, link, XEXP (note, 1), 1);
11660               break;
11661             }
11662         }
11663     }
11664 }
11665
11666 /* Replace one register with another.  Called through for_each_rtx; PX points
11667    to the rtx being scanned.  DATA is actually a pointer to
11668    a structure of arguments.  */
11669
11670 static int
11671 replace_loop_reg (rtx *px, void *data)
11672 {
11673   rtx x = *px;
11674   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11675
11676   if (x == NULL_RTX)
11677     return 0;
11678
11679   if (x == args->match)
11680     validate_change (args->insn, px, args->replacement, 1);
11681
11682   return 0;
11683 }
11684
11685 static void
11686 replace_loop_regs (rtx insn, rtx reg, rtx replacement)
11687 {
11688   loop_replace_args args;
11689
11690   args.insn = insn;
11691   args.match = reg;
11692   args.replacement = replacement;
11693
11694   for_each_rtx (&insn, replace_loop_reg, &args);
11695 }
11696 \f
11697 /* Emit insn for PATTERN after WHERE_INSN in basic block WHERE_BB
11698    (ignored in the interim).  */
11699
11700 static rtx
11701 loop_insn_emit_after (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11702                       basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED, rtx where_insn,
11703                       rtx pattern)
11704 {
11705   return emit_insn_after (pattern, where_insn);
11706 }
11707
11708
11709 /* If WHERE_INSN is nonzero emit insn for PATTERN before WHERE_INSN
11710    in basic block WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop
11711    otherwise hoist PATTERN into the loop pre-header.  */
11712
11713 static rtx
11714 loop_insn_emit_before (const struct loop *loop,
11715                        basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11716                        rtx where_insn, rtx pattern)
11717 {
11718   if (! where_insn)
11719     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11720   return emit_insn_before (pattern, where_insn);
11721 }
11722
11723
11724 /* Emit call insn for PATTERN before WHERE_INSN in basic block
11725    WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop.  */
11726
11727 static rtx
11728 loop_call_insn_emit_before (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11729                             basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11730                             rtx where_insn, rtx pattern)
11731 {
11732   return emit_call_insn_before (pattern, where_insn);
11733 }
11734
11735
11736 /* Hoist insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11737
11738 static rtx
11739 loop_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11740 {
11741   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11742 }
11743
11744
11745 /* Hoist call insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11746
11747 static rtx
11748 loop_call_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11749 {
11750   return loop_call_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11751 }
11752
11753
11754 /* Sink insn for PATTERN after the loop end.  */
11755
11756 static rtx
11757 loop_insn_sink (const struct loop *loop, rtx pattern)
11758 {
11759   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->sink, pattern);
11760 }
11761
11762 /* bl->final_value can be either general_operand or PLUS of general_operand
11763    and constant.  Emit sequence of instructions to load it into REG.  */
11764 static rtx
11765 gen_load_of_final_value (rtx reg, rtx final_value)
11766 {
11767   rtx seq;
11768   start_sequence ();
11769   final_value = force_operand (final_value, reg);
11770   if (final_value != reg)
11771     emit_move_insn (reg, final_value);
11772   seq = get_insns ();
11773   end_sequence ();
11774   return seq;
11775 }
11776
11777 /* If the loop has multiple exits, emit insn for PATTERN before the
11778    loop to ensure that it will always be executed no matter how the
11779    loop exits.  Otherwise, emit the insn for PATTERN after the loop,
11780    since this is slightly more efficient.  */
11781
11782 static rtx
11783 loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *loop, rtx pattern)
11784 {
11785   if (loop->exit_count)
11786     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11787   else
11788     return loop_insn_sink (loop, pattern);
11789 }
11790 \f
11791 static void
11792 loop_ivs_dump (const struct loop *loop, FILE *file, int verbose)
11793 {
11794   struct iv_class *bl;
11795   int iv_num = 0;
11796
11797   if (! loop || ! file)
11798     return;
11799
11800   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11801     iv_num++;
11802
11803   fprintf (file, "Loop %d: %d IV classes\n", loop->num, iv_num);
11804
11805   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11806     {
11807       loop_iv_class_dump (bl, file, verbose);
11808       fputc ('\n', file);
11809     }
11810 }
11811
11812
11813 static void
11814 loop_iv_class_dump (const struct iv_class *bl, FILE *file,
11815                     int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
11816 {
11817   struct induction *v;
11818   rtx incr;
11819   int i;
11820
11821   if (! bl || ! file)
11822     return;
11823
11824   fprintf (file, "IV class for reg %d, benefit %d\n",
11825            bl->regno, bl->total_benefit);
11826
11827   fprintf (file, " Init insn %d", INSN_UID (bl->init_insn));
11828   if (bl->initial_value)
11829     {
11830       fprintf (file, ", init val: ");
11831       print_simple_rtl (file, bl->initial_value);
11832     }
11833   if (bl->initial_test)
11834     {
11835       fprintf (file, ", init test: ");
11836       print_simple_rtl (file, bl->initial_test);
11837     }
11838   fputc ('\n', file);
11839
11840   if (bl->final_value)
11841     {
11842       fprintf (file, " Final val: ");
11843       print_simple_rtl (file, bl->final_value);
11844       fputc ('\n', file);
11845     }
11846
11847   if ((incr = biv_total_increment (bl)))
11848     {
11849       fprintf (file, " Total increment: ");
11850       print_simple_rtl (file, incr);
11851       fputc ('\n', file);
11852     }
11853
11854   /* List the increments.  */
11855   for (i = 0, v = bl->biv; v; v = v->next_iv, i++)
11856     {
11857       fprintf (file, " Inc%d: insn %d, incr: ", i, INSN_UID (v->insn));
11858       print_simple_rtl (file, v->add_val);
11859       fputc ('\n', file);
11860     }
11861
11862   /* List the givs.  */
11863   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv, i++)
11864     {
11865       fprintf (file, " Giv%d: insn %d, benefit %d, ",
11866                i, INSN_UID (v->insn), v->benefit);
11867       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
11868         print_simple_rtl (file, v->mem);
11869       else
11870         print_simple_rtl (file, single_set (v->insn));
11871       fputc ('\n', file);
11872     }
11873 }
11874
11875
11876 static void
11877 loop_biv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11878 {
11879   if (! v || ! file)
11880     return;
11881
11882   fprintf (file,
11883            "Biv %d: insn %d",
11884            REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11885   fprintf (file, " const ");
11886   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11887
11888   if (verbose && v->final_value)
11889     {
11890       fputc ('\n', file);
11891       fprintf (file, " final ");
11892       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11893     }
11894
11895   fputc ('\n', file);
11896 }
11897
11898
11899 static void
11900 loop_giv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11901 {
11902   if (! v || ! file)
11903     return;
11904
11905   if (v->giv_type == DEST_REG)
11906     fprintf (file, "Giv %d: insn %d",
11907              REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11908   else
11909     fprintf (file, "Dest address: insn %d",
11910              INSN_UID (v->insn));
11911
11912   fprintf (file, " src reg %d benefit %d",
11913            REGNO (v->src_reg), v->benefit);
11914   fprintf (file, " lifetime %d",
11915            v->lifetime);
11916
11917   if (v->replaceable)
11918     fprintf (file, " replaceable");
11919
11920   if (v->no_const_addval)
11921     fprintf (file, " ncav");
11922
11923   if (v->ext_dependent)
11924     {
11925       switch (GET_CODE (v->ext_dependent))
11926         {
11927         case SIGN_EXTEND:
11928           fprintf (file, " ext se");
11929           break;
11930         case ZERO_EXTEND:
11931           fprintf (file, " ext ze");
11932           break;
11933         case TRUNCATE:
11934           fprintf (file, " ext tr");
11935           break;
11936         default:
11937           abort ();
11938         }
11939     }
11940
11941   fputc ('\n', file);
11942   fprintf (file, " mult ");
11943   print_simple_rtl (file, v->mult_val);
11944
11945   fputc ('\n', file);
11946   fprintf (file, " add  ");
11947   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11948
11949   if (verbose && v->final_value)
11950     {
11951       fputc ('\n', file);
11952       fprintf (file, " final ");
11953       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11954     }
11955
11956   fputc ('\n', file);
11957 }
11958
11959
11960 void
11961 debug_ivs (const struct loop *loop)
11962 {
11963   loop_ivs_dump (loop, stderr, 1);
11964 }
11965
11966
11967 void
11968 debug_iv_class (const struct iv_class *bl)
11969 {
11970   loop_iv_class_dump (bl, stderr, 1);
11971 }
11972
11973
11974 void
11975 debug_biv (const struct induction *v)
11976 {
11977   loop_biv_dump (v, stderr, 1);
11978 }
11979
11980
11981 void
11982 debug_giv (const struct induction *v)
11983 {
11984   loop_giv_dump (v, stderr, 1);
11985 }
11986
11987
11988 #define LOOP_BLOCK_NUM_1(INSN) \
11989 ((INSN) ? (BLOCK_FOR_INSN (INSN) ? BLOCK_NUM (INSN) : - 1) : -1)
11990
11991 /* The notes do not have an assigned block, so look at the next insn.  */
11992 #define LOOP_BLOCK_NUM(INSN) \
11993 ((INSN) ? (NOTE_P (INSN) \
11994             ? LOOP_BLOCK_NUM_1 (next_nonnote_insn (INSN)) \
11995             : LOOP_BLOCK_NUM_1 (INSN)) \
11996         : -1)
11997
11998 #define LOOP_INSN_UID(INSN) ((INSN) ? INSN_UID (INSN) : -1)
11999
12000 static void
12001 loop_dump_aux (const struct loop *loop, FILE *file,
12002                int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
12003 {
12004   rtx label;
12005
12006   if (! loop || ! file || !BB_HEAD (loop->first))
12007     return;
12008
12009   /* Print diagnostics to compare our concept of a loop with
12010      what the loop notes say.  */
12011   if (! PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))
12012       || !NOTE_P (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
12013       || NOTE_LINE_NUMBER (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
12014       != NOTE_INSN_LOOP_BEG)
12015     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_BEG at %d\n",
12016              INSN_UID (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))));
12017   if (! NEXT_INSN (BB_END (loop->last))
12018       || !NOTE_P (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
12019       || NOTE_LINE_NUMBER (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
12020       != NOTE_INSN_LOOP_END)
12021     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_END at %d\n",
12022              INSN_UID (NEXT_INSN (BB_END (loop->last))));
12023
12024   if (loop->start)
12025     {
12026       fprintf (file,
12027                ";;  start %d (%d), end %d (%d)\n",
12028                LOOP_BLOCK_NUM (loop->start),
12029                LOOP_INSN_UID (loop->start),
12030                LOOP_BLOCK_NUM (loop->end),
12031                LOOP_INSN_UID (loop->end));
12032       fprintf (file, ";;  top %d (%d), scan start %d (%d)\n",
12033                LOOP_BLOCK_NUM (loop->top),
12034                LOOP_INSN_UID (loop->top),
12035                LOOP_BLOCK_NUM (loop->scan_start),
12036                LOOP_INSN_UID (loop->scan_start));
12037       fprintf (file, ";;  exit_count %d", loop->exit_count);
12038       if (loop->exit_count)
12039         {
12040           fputs (", labels:", file);
12041           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
12042             {
12043               fprintf (file, " %d ",
12044                        LOOP_INSN_UID (XEXP (label, 0)));
12045             }
12046         }
12047       fputs ("\n", file);
12048     }
12049 }
12050
12051 /* Call this function from the debugger to dump LOOP.  */
12052
12053 void
12054 debug_loop (const struct loop *loop)
12055 {
12056   flow_loop_dump (loop, stderr, loop_dump_aux, 1);
12057 }
12058
12059 /* Call this function from the debugger to dump LOOPS.  */
12060
12061 void
12062 debug_loops (const struct loops *loops)
12063 {
12064   flow_loops_dump (loops, stderr, loop_dump_aux, 1);
12065 }