OSDN Git Service

(invariant_p, case REG): Pointers into frame are not invariants if
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-6, 1997 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GNU CC.
5
6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9 any later version.
10
11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
20
21
22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
23    It finds invariant computations within loops and moves them
24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and 
25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
27    the basic induction variables.
28
29    It also finds cases where
30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
31    and changes these to zero the entire register once before the loop
32    and merely copy the low part within the loop.
33
34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
35    while to do these things.  */
36
37 #include <stdio.h>
38 #include "config.h"
39 #include "rtl.h"
40 #include "obstack.h"
41 #include "expr.h"
42 #include "insn-config.h"
43 #include "insn-flags.h"
44 #include "regs.h"
45 #include "hard-reg-set.h"
46 #include "recog.h"
47 #include "flags.h"
48 #include "real.h"
49 #include "loop.h"
50 #include "except.h"
51
52 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
53    The luids are like uids but increase monotonically always.
54    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
55
56 int *uid_luid;
57
58 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
59    number the insn is contained in.  */
60
61 int *uid_loop_num;
62
63 /* 1 + largest uid of any insn.  */
64
65 int max_uid_for_loop;
66
67 /* 1 + luid of last insn.  */
68
69 static int max_luid;
70
71 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
72    next few tables.  */
73
74 static int max_loop_num;
75
76 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
77
78 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
79
80 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
81
82 int *loop_outer_loop;
83
84 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
85    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
86
87 static char *loop_invalid;
88
89 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
90    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
91    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
92
93    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
94    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
95    return, so the presense of a return does not affect any of the
96    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
97    instructions on this list.  */
98
99 rtx *loop_number_exit_labels;
100
101 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
102    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
103
104 int *loop_number_exit_count;
105
106 /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number could not be
107    calculated.  Must be unsigned since the number of iterations can
108    be as high as 2^wordsize-1.  For loops with a wider iterator, this number
109    will will be zero if the number of loop iterations is too large for an
110    unsigned integer to hold.  */
111
112 unsigned HOST_WIDE_INT loop_n_iterations;
113
114 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.
115    (unknown_address_altered is also nonzero in this case.)  */
116
117 static int loop_has_call;
118
119 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
120    loop.  */
121
122 static int loop_has_volatile;
123
124 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
125    current loop.  A continue statement will generate a branch to
126    NEXT_INSN (loop_continue).  */
127
128 static rtx loop_continue;
129
130 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
131    is set during the loop being scanned.
132    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
133    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
134    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
135    not known equal to a constant.
136    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
137    while the failed candidates have the original number of times set.
138
139    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
140    < 0 a conditionally invariant one.  */
141
142 static short *n_times_set;
143
144 /* Original value of n_times_set; same except that this value
145    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
146    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
147
148 static short *n_times_used;
149
150 /* Index by register number, 1 indicates that the register
151    cannot be moved or strength reduced.  */
152
153 static char *may_not_optimize;
154
155 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
156    This reduces the desire to move it out of another.  */
157
158 static char *moved_once;
159
160 /* Array of MEMs that are stored in this loop. If there are too many to fit
161    here, we just turn on unknown_address_altered.  */
162
163 #define NUM_STORES 20
164 static rtx loop_store_mems[NUM_STORES];
165
166 /* Index of first available slot in above array.  */
167 static int loop_store_mems_idx;
168
169 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
170    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
171    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
172
173 static int unknown_address_altered;
174
175 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
176 static int num_movables;
177
178 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
179 static int num_mem_sets;
180
181 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
182 static int loops_enclosed;
183
184 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
185    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
186 int max_reg_before_loop;
187
188 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
189    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
190    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
191    that array.  */
192
193 static struct obstack temp_obstack;
194
195 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
196
197 extern struct obstack *rtl_obstack;
198
199 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
200 #define obstack_chunk_free free
201
202 extern char *oballoc ();
203 \f
204 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
205    is made to record all the movable insns found.
206    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
207
208 struct movable
209 {
210   rtx insn;                     /* A movable insn */
211   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
212   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
213   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
214                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
215   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
216                                    that must be moved with this one.  */
217   int regno;                    /* The register it sets */
218   short lifetime;               /* lifetime of that register;
219                                    may be adjusted when matching movables
220                                    that load the same value are found.  */
221   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
222                                    including other movables that force this
223                                    or match this one.  */
224   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
225   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
226   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
227                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
228                    that the reg is live outside the range from where it is set
229                    to the following label.  */
230   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
231   
232   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
233                                    In particular, moving it does not make it
234                                    invariant.  */
235   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
236                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
237   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
238   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
239                                    that we should avoid changing when clearing
240                                    the rest of the reg.  */
241   struct movable *match;        /* First entry for same value */
242   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
243   struct movable *next;
244 };
245
246 FILE *loop_dump_stream;
247
248 /* Forward declarations.  */
249
250 static void find_and_verify_loops ();
251 static void mark_loop_jump ();
252 static void prescan_loop ();
253 static int reg_in_basic_block_p ();
254 static int consec_sets_invariant_p ();
255 static rtx libcall_other_reg ();
256 static int labels_in_range_p ();
257 static void count_loop_regs_set ();
258 static void note_addr_stored ();
259 static int loop_reg_used_before_p ();
260 static void scan_loop ();
261 static void replace_call_address ();
262 static rtx skip_consec_insns ();
263 static int libcall_benefit ();
264 static void ignore_some_movables ();
265 static void force_movables ();
266 static void combine_movables ();
267 static int rtx_equal_for_loop_p ();
268 static void move_movables ();
269 static void strength_reduce ();
270 static int valid_initial_value_p ();
271 static void find_mem_givs ();
272 static void record_biv ();
273 static void check_final_value ();
274 static void record_giv ();
275 static void update_giv_derive ();
276 static int basic_induction_var ();
277 static rtx simplify_giv_expr ();
278 static int general_induction_var ();
279 static int consec_sets_giv ();
280 static int check_dbra_loop ();
281 static rtx express_from ();
282 static int combine_givs_p ();
283 static void combine_givs ();
284 static int product_cheap_p ();
285 static int maybe_eliminate_biv ();
286 static int maybe_eliminate_biv_1 ();
287 static int last_use_this_basic_block ();
288 static void record_initial ();
289 static void update_reg_last_use ();
290 \f
291 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
292 int add_cost;
293 #if 0
294 int shift_cost;
295 int mult_cost;
296 #endif
297
298 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
299    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
300 int copy_cost;
301
302 void
303 init_loop ()
304 {
305   char *free_point = (char *) oballoc (1);
306   rtx reg = gen_rtx (REG, word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
307
308   add_cost = rtx_cost (gen_rtx (PLUS, word_mode, reg, reg), SET);
309
310   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
311      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
312      will be far less than the cost of an add.  */
313
314   copy_cost = 2 * 2;
315
316   /* Free the objects we just allocated.  */
317   obfree (free_point);
318
319   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
320   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
321 }
322 \f
323 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
324    on the current function.  F is the first insn of the function
325    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
326    (or 0 if none should be output).  */
327
328 void
329 loop_optimize (f, dumpfile)
330      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
331      rtx f;
332      FILE *dumpfile;
333 {
334   register rtx insn;
335   register int i;
336   rtx last_insn;
337
338   loop_dump_stream = dumpfile;
339
340   init_recog_no_volatile ();
341   init_alias_analysis ();
342
343   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
344
345   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
346   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
347
348   regs_may_share = 0;
349
350   /* Count the number of loops.  */
351
352   max_loop_num = 0;
353   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
354     {
355       if (GET_CODE (insn) == NOTE
356           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
357         max_loop_num++;
358     }
359
360   /* Don't waste time if no loops.  */
361   if (max_loop_num == 0)
362     return;
363
364   /* Get size to use for tables indexed by uids.
365      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
366   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
367
368   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
369   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
370
371   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
372   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
373
374   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
375      not be zeroed.  */
376   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
377   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
378   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
379   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
380   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
381   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
382
383   /* Find and process each loop.
384      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
385   find_and_verify_loops (f);
386
387   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
388      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
389      function.  */
390   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
391
392   /* See if we went too far.  */
393   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
394     abort ();
395
396   /* Compute the mapping from uids to luids.
397      LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
398      except that luids increase monotonically through the code.
399      Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in luids
400      between two insns is not affected by -g.  */
401
402   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
403     {
404       last_insn = insn;
405       if (GET_CODE (insn) != NOTE
406           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
407         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
408       else
409         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
410         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
411     }
412
413   max_luid = i + 1;
414
415   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
416      deleted.  It is possible that the first or last insn
417      using some register has been deleted by cross-jumping.
418      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
419      points to the general area where that insn used to be.  */
420   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
421     {
422       uid_luid[0] = uid_luid[i];
423       if (uid_luid[0] != 0)
424         break;
425     }
426   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
427     if (uid_luid[i] == 0)
428       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
429
430   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
431   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
432     find_loop_tree_blocks ();
433
434   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
435      before outer ones.  */
436   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
437     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
438       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
439                  max_reg_num ());
440
441   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
442      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
443      to one mapping will remain.  */
444   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
445     unroll_block_trees ();
446 }
447 \f
448 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
449    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
450    NOTE_INSN_LOOP_END.  */
451
452 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
453    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
454    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
455    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
456    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
457
458 static void
459 scan_loop (loop_start, end, nregs)
460      rtx loop_start, end;
461      int nregs;
462 {
463   register int i;
464   register rtx p;
465   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
466   int maybe_never = 0;
467   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
468      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
469   int call_passed = 0;
470   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
471      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
472   rtx loop_top = 0;
473   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
474   rtx loop_entry_jump = 0;
475   /* Place in the loop where control enters.  */
476   rtx scan_start;
477   /* Number of insns in the loop.  */
478   int insn_count;
479   int in_libcall = 0;
480   int tem;
481   rtx temp;
482   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
483   rtx set, set1;
484   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
485   struct movable *movables = 0;
486   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
487   struct movable *last_movable = 0;
488   /* Ratio of extra register life span we can justify
489      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
490      since in that case saving an insn makes more difference
491      and more registers are available.  */
492   int threshold;
493   /* If we have calls, contains the insn in which a register was used
494      if it was used exactly once; contains const0_rtx if it was used more
495      than once.  */
496   rtx *reg_single_usage = 0;
497   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
498   int loop_depth = 0;
499
500   n_times_set = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
501   n_times_used = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
502   may_not_optimize = (char *) alloca (nregs);
503
504   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
505      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
506      that is too complex to duplicate in front of the loop.
507
508      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
509      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
510      (because we might have a loop executed only once that contains a
511      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
512      (in case we have a degenerate loop).
513
514      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
515      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
516      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
517      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
518      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
519
520   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
521        p != end
522          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
523          && (GET_CODE (p) != NOTE
524              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
525                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
526        p = NEXT_INSN (p))
527     ;
528
529   scan_start = p;
530
531   /* Set up variables describing this loop.  */
532   prescan_loop (loop_start, end);
533   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
534
535   /* If loop has a jump before the first label,
536      the true entry is the target of that jump.
537      Start scan from there.
538      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
539      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
540   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
541     {
542       loop_entry_jump = p;
543
544       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
545       if (simplejump_p (p)
546           && JUMP_LABEL (p) != 0
547           /* Check to see whether the jump actually
548              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
549              This case can happen for things like
550              do {..} while (0).  If this label was generated previously
551              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
552              the loop.  */
553           && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) < max_uid_for_loop
554           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) >= INSN_LUID (loop_start)
555           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (end))
556         {
557           loop_top = next_label (scan_start);
558           scan_start = JUMP_LABEL (p);
559         }
560     }
561
562   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
563      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
564      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
565
566      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
567      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
568      test above.  */
569
570   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
571       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
572     {
573       if (loop_dump_stream)
574         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
575                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
576       return;
577     }
578
579   /* Count number of times each reg is set during this loop.
580      Set may_not_optimize[I] if it is not safe to move out
581      the setting of register I.  If this loop has calls, set
582      reg_single_usage[I].  */
583
584   bzero ((char *) n_times_set, nregs * sizeof (short));
585   bzero (may_not_optimize, nregs);
586
587   if (loop_has_call)
588     {
589       reg_single_usage = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
590       bzero ((char *) reg_single_usage, nregs * sizeof (rtx));
591     }
592
593   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
594                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
595
596   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
597     may_not_optimize[i] = 1, n_times_set[i] = 1;
598   bcopy ((char *) n_times_set, (char *) n_times_used, nregs * sizeof (short));
599
600   if (loop_dump_stream)
601     {
602       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
603                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
604       if (loop_continue)
605         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
606                  INSN_UID (loop_continue));
607     }
608
609   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
610      Set n_times_set negative for the reg being set, so that
611      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
612      We consider whether subsequent insns use the reg
613      in deciding whether it is worth actually moving.
614
615      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
616      and therefore it is possible that the insns we are scanning
617      would never be executed.  At such times, we must make sure
618      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
619      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
620      so that is not a problem.  */
621
622   p = scan_start;
623   while (1)
624     {
625       p = NEXT_INSN (p);
626       /* At end of a straight-in loop, we are done.
627          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
628       if (p == scan_start)
629         break;
630       if (p == end)
631         {
632           if (loop_top != 0)
633             p = loop_top;
634           else
635             break;
636           if (p == scan_start)
637             break;
638         }
639
640       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
641           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
642         in_libcall = 1;
643       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
644                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
645         in_libcall = 0;
646
647       if (GET_CODE (p) == INSN
648           && (set = single_set (p))
649           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
650           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
651         {
652           int tem1 = 0;
653           int tem2 = 0;
654           int move_insn = 0;
655           rtx src = SET_SRC (set);
656           rtx dependencies = 0;
657
658           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
659              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
660              specified, use it as the source and mark that we should move
661              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
662              insn.
663
664              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
665              is present.  */
666           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
667           if (temp)
668             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
669           else 
670             {
671               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
672               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
673                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
674               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
675                 {
676                   src = XEXP (temp, 0);
677                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
678                      the equivalent expression.  To move the libcall,
679                      we must move those regs too.  */
680                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
681                 }
682             }
683
684           /* Don't try to optimize a register that was made
685              by loop-optimization for an inner loop.
686              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
687           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
688             ;
689           /* In order to move a register, we need to have one of three cases:
690              (1) it is used only in the same basic block as the set
691              (2) it is not a user variable and it is not used in the
692                  exit test (this can cause the variable to be used
693                  before it is set just like a user-variable).
694              (3) the set is guaranteed to be executed once the loop starts,
695                  and the reg is not used until after that.  */
696           else if (! ((! maybe_never
697                        && ! loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
698                                                     scan_start, end))
699                       || (! REG_USERVAR_P (SET_DEST (set))
700                           && ! REG_LOOP_TEST_P (SET_DEST (set)))
701                       || reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))))
702             ;
703           else if ((tem = invariant_p (src))
704                    && (dependencies == 0
705                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
706                    && (n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
707                        || (tem1
708                            = consec_sets_invariant_p (SET_DEST (set),
709                                                       n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))],
710                                                       p)))
711                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
712                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
713                       once loop is entered.  Even a function call might
714                       prevent the trap insn from being reached
715                       (since it might exit!)  */
716                    && ! ((maybe_never || call_passed)
717                          && may_trap_p (src)))
718             {
719               register struct movable *m;
720               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
721
722               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
723                  can be combined as long as they are both in the loop, but
724                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
725                  this can lose.  The most common case of this is the address
726                  of a function being called.  
727
728                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
729                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
730                  we can replace the usage of this register with the source
731                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
732
733                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
734                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
735
736               if (reg_single_usage && reg_single_usage[regno] != 0
737                   && reg_single_usage[regno] != const0_rtx
738                   && regno_first_uid[regno] == INSN_UID (p)
739                   && (regno_last_uid[regno]
740                       == INSN_UID (reg_single_usage[regno]))
741                   && n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
742                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
743                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
744 #ifdef SMALL_REGISTER_CLASSES
745                   && ! (SMALL_REGISTER_CLASSES
746                         && GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
747                         && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
748 #endif
749                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
750                      a call-clobbered register and the life of REGNO
751                      might span a call.  */
752                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
753                                            reg_single_usage[regno])
754                   && no_labels_between_p (p, reg_single_usage[regno])
755                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
756                                            reg_single_usage[regno]))
757                 {
758                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
759                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
760                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
761                   REG_NOTES (reg_single_usage[regno])
762                     = replace_rtx (REG_NOTES (reg_single_usage[regno]),
763                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
764                                    
765                   PUT_CODE (p, NOTE);
766                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
767                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
768                   n_times_set[regno] = 0;
769                   continue;
770                 }
771
772               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
773               m->next = 0;
774               m->insn = p;
775               m->set_src = src;
776               m->dependencies = dependencies;
777               m->set_dest = SET_DEST (set);
778               m->force = 0;
779               m->consec = n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] - 1;
780               m->done = 0;
781               m->forces = 0;
782               m->partial = 0;
783               m->move_insn = move_insn;
784               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
785               m->savemode = VOIDmode;
786               m->regno = regno;
787               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
788                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
789               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
790               m->global = (uid_luid[regno_last_uid[regno]] > INSN_LUID (end)
791                            || uid_luid[regno_first_uid[regno]] < INSN_LUID (loop_start));
792               m->match = 0;
793               m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
794                              - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
795               m->savings = n_times_used[regno];
796               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
797                 m->savings += libcall_benefit (p);
798               n_times_set[regno] = move_insn ? -2 : -1;
799               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
800               if (movables == 0)
801                 movables = m;
802               else
803                 last_movable->next = m;
804               last_movable = m;
805
806               if (m->consec > 0)
807                 {
808                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
809                   p = next_nonnote_insn (p);
810                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
811                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
812                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
813                   p = prev_nonnote_insn (p);
814
815                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
816                      m->set_src to correspond to the effects of all the
817                      insns.  */
818                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
819                   if (temp)
820                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
821                   else
822                     {
823                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
824                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
825                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
826                       else
827                         m->move_insn = 0;
828
829                     }
830                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
831                 }
832             }
833           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
834              or set to zero, then its high bytes are constant.
835              So clear them outside the loop and within the loop
836              just load the low bytes.
837              We must check that the machine has an instruction to do so.
838              Also, if the value loaded into the register
839              depends on the same register, this cannot be done.  */
840           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
841                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
842                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
843                    && GET_CODE (set1) == SET
844                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
845                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
846                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
847                        == SET_DEST (set))
848                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
849             {
850               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
851               if (n_times_set[regno] == 2)
852                 {
853                   register struct movable *m;
854                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
855                   m->next = 0;
856                   m->insn = p;
857                   m->set_dest = SET_DEST (set);
858                   m->dependencies = 0;
859                   m->force = 0;
860                   m->consec = 0;
861                   m->done = 0;
862                   m->forces = 0;
863                   m->move_insn = 0;
864                   m->partial = 1;
865                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
866                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
867                      Not even if the reg is used only within this loop.
868                      Consider this:
869                      while (1)
870                        while (s != t) {
871                          if (foo ()) x = *s;
872                          use (x);
873                        }
874                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
875                      being saved from the last time around the outer loop.
876                      However, if the reg is not used outside this loop
877                      and all uses of the register are in the same
878                      basic block as the store, there is no problem.
879
880                      If this insn was made by loop, we don't know its
881                      INSN_LUID and hence must make a conservative
882                      assumption.  */
883                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
884                                || (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
885                                    > INSN_LUID (end))
886                                || (uid_luid[regno_first_uid[regno]]
887                                    < INSN_LUID (p))
888                                || (labels_in_range_p
889                                    (p, uid_luid[regno_first_uid[regno]])));
890                   if (maybe_never && m->global)
891                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
892                   else
893                     m->savemode = VOIDmode;
894                   m->regno = regno;
895                   m->cond = 0;
896                   m->match = 0;
897                   m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
898                                  - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
899                   m->savings = 1;
900                   n_times_set[regno] = -1;
901                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
902                   if (movables == 0)
903                     movables = m;
904                   else
905                     last_movable->next = m;
906                   last_movable = m;
907                 }
908             }
909         }
910       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
911          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
912          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
913          so they don't count.  */
914       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
915         call_passed = 1;
916       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
917          can't count on whether or how many times they will be
918          executed during each iteration.  Therefore, we can
919          only move out sets of trivial variables
920          (those not used after the loop).  */
921       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
922       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
923                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
924                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
925                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
926                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
927                   followed a by barrier then loop end.  */
928                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
929                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
930                      && simplejump_p (p)))
931         maybe_never = 1;
932       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
933         {
934           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
935              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
936              code has been duplicated.  */
937           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
938             maybe_never = call_passed = 0;
939           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
940             loop_depth++;
941           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
942             loop_depth--;
943         }
944     }
945
946   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
947
948   ignore_some_movables (movables);
949
950   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
951      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
952      If so, record that the second insn "forces" the first one,
953      since the second can be moved only if the first is.  */
954
955   force_movables (movables);
956
957   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
958      If there are, make all but the first point at the first one
959      through the `match' field, and add the priorities of them
960      all together as the priority of the first.  */
961
962   combine_movables (movables, nregs);
963         
964   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
965      Store 0 in n_times_set for each reg that is moved.  */
966
967   move_movables (movables, threshold,
968                  insn_count, loop_start, end, nregs);
969
970   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
971      Change n_times_set to indicate that those are not actually invariant.  */
972   for (i = 0; i < nregs; i++)
973     if (n_times_set[i] < 0)
974       n_times_set[i] = n_times_used[i];
975
976   if (flag_strength_reduce)
977     strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
978                      insn_count, loop_start, end);
979 }
980 \f
981 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
982    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
983
984 void
985 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
986      rtx in_this, not_in_this;
987      rtx *output;
988 {
989   enum rtx_code code;
990   char *fmt;
991   int i;
992
993   code = GET_CODE (in_this);
994
995   switch (code)
996     {
997     case PC:
998     case CC0:
999     case CONST_INT:
1000     case CONST_DOUBLE:
1001     case CONST:
1002     case SYMBOL_REF:
1003     case LABEL_REF:
1004       return;
1005
1006     case REG:
1007       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1008           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1009         *output = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, in_this, *output);
1010       return;
1011     }
1012
1013   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1014   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1015     {
1016       int j;
1017
1018       switch (fmt[i])
1019         {
1020         case 'E':
1021           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1022             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1023           break;
1024
1025         case 'e':
1026           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1027           break;
1028         }
1029     }
1030 }
1031 \f
1032 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1033    aside from those mentioned in the equivalent value.
1034    If there are none, return 0.
1035    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1036
1037 static rtx
1038 libcall_other_reg (insn, equiv)
1039      rtx insn, equiv;
1040 {
1041   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1042   rtx p = XEXP (note, 0);
1043   rtx output = 0;
1044
1045   /* First, find all the regs used in the libcall block
1046      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1047
1048   while (p != insn)
1049     {
1050       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1051           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1052         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1053       p = NEXT_INSN (p);
1054     }
1055
1056   return output;
1057 }
1058 \f
1059 /* Return 1 if all uses of REG
1060    are between INSN and the end of the basic block.  */
1061
1062 static int 
1063 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1064      rtx insn, reg;
1065 {
1066   int regno = REGNO (reg);
1067   rtx p;
1068
1069   if (regno_first_uid[regno] != INSN_UID (insn))
1070     return 0;
1071
1072   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1073   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1074     {
1075       switch (GET_CODE (p))
1076         {
1077         case NOTE:
1078           break;
1079
1080         case INSN:
1081         case CALL_INSN:
1082           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1083           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1084             return 1;
1085           break;
1086
1087         case JUMP_INSN:
1088           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1089           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1090             return 1;
1091           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1092           return 0;
1093
1094         case CODE_LABEL:
1095         case BARRIER:
1096           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1097           return 0;
1098         }
1099     }
1100
1101   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1102   abort ();
1103 }
1104 \f
1105 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1106    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1107    value directly or can contain a library call.  */
1108
1109 static int
1110 libcall_benefit (last)
1111      rtx last;
1112 {
1113   rtx insn;
1114   int benefit = 0;
1115
1116   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1117        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1118     {
1119       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1120         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1121                                    routine.  */
1122       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1123                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1124                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1125         benefit++;
1126     }
1127
1128   return benefit;
1129 }
1130 \f
1131 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1132
1133 static rtx
1134 skip_consec_insns (insn, count)
1135      rtx insn;
1136      int count;
1137 {
1138   for (; count > 0; count--)
1139     {
1140       rtx temp;
1141
1142       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1143       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1144          be an insn here.  */
1145       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1146           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1147         insn = XEXP (temp, 0);
1148
1149       do insn = NEXT_INSN (insn);
1150       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1151     }
1152
1153   return insn;
1154 }
1155
1156 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1157    which is part of another movable.
1158    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1159    was made later and so appears later on the chain.  */
1160
1161 static void
1162 ignore_some_movables (movables)
1163      struct movable *movables;
1164 {
1165   register struct movable *m, *m1;
1166
1167   for (m = movables; m; m = m->next)
1168     {
1169       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1170       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1171       if (note)
1172         {
1173           rtx insn;
1174           /* Check for earlier movables inside that range,
1175              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1176              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1177              Rather than reject all such insns from movables, we just
1178              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1179              libcalls aren't that common).  */
1180           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1181             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1182               if (m1->insn == insn)
1183                 m1->done = 1;
1184         }
1185     }
1186 }         
1187
1188 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1189    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1190    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1191    since the second can be moved only if the first is.  */
1192
1193 static void
1194 force_movables (movables)
1195      struct movable *movables;
1196 {
1197   register struct movable *m, *m1;
1198   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1199     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1200     if (!m1->partial && !m1->done)
1201       {
1202         int regno = m1->regno;
1203         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1204           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1205              register of M1 to be used after this insn?
1206              Since CSE does not update regno_last_uid,
1207              this insn M->insn might not be where it dies.
1208              But very likely this doesn't matter; what matters is
1209              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1210           if (INSN_UID (m->insn) == regno_last_uid[regno]
1211               && !m->done)
1212             break;
1213         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1214             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1215             && m->consec == 0)
1216           m = 0;
1217
1218         /* Increase the priority of the moving the first insn
1219            since it permits the second to be moved as well.  */
1220         if (m != 0)
1221           {
1222             m->forces = m1;
1223             m1->lifetime += m->lifetime;
1224             m1->savings += m1->savings;
1225           }
1226       }
1227 }
1228 \f
1229 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1230    one register.  */
1231
1232 static void
1233 combine_movables (movables, nregs)
1234      struct movable *movables;
1235      int nregs;
1236 {
1237   register struct movable *m;
1238   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1239   enum machine_mode mode;
1240
1241   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1242      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1243   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1244
1245   for (m = movables; m; m = m->next)
1246     if (m->match == 0 && n_times_used[m->regno] == 1 && !m->partial)
1247       {
1248         register struct movable *m1;
1249         int regno = m->regno;
1250
1251         bzero (matched_regs, nregs);
1252         matched_regs[regno] = 1;
1253
1254         for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1255           if (m != m1 && m1->match == 0 && n_times_used[m1->regno] == 1
1256               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1257               && !m1->global
1258               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1259               && !m1->partial
1260               && (matched_regs[m1->regno]
1261                   ||
1262                   (
1263                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1264                       same constant only if the modes are the same or
1265                       if both are integer modes with M wider or the same
1266                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1267                       safe, since the only case of differing destination
1268                       modes with equal sources is when both sources are
1269                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1270                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1271                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1272                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1273                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1274                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1275                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1276                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1277                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1278                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1279                                                 movables))))
1280               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1281                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1282             {
1283               m->lifetime += m1->lifetime;
1284               m->savings += m1->savings;
1285               m1->done = 1;
1286               m1->match = m;
1287               matched_regs[m1->regno] = 1;
1288             }
1289       }
1290
1291   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1292      This can be done for those not marked `global'
1293      provided their lives don't overlap.  */
1294
1295   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1296        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1297     {
1298       register struct movable *m0 = 0;
1299
1300       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1301          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1302       for (m = movables; m; m = m->next)
1303         if (m->partial && ! m->global
1304             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1305           {
1306             register struct movable *m1;
1307             int first = uid_luid[regno_first_uid[m->regno]];
1308             int last = uid_luid[regno_last_uid[m->regno]];
1309
1310             if (m0 == 0)
1311               {
1312                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1313                 m0 = m;
1314                   continue;
1315               }
1316
1317             /* Make sure they extend to the same mode.
1318                (Almost always true.)  */
1319             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1320                 continue;
1321
1322             /* We already have one: check for overlap with those
1323                already combined together.  */
1324             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1325               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1326                 if (! (uid_luid[regno_first_uid[m1->regno]] > last
1327                        || uid_luid[regno_last_uid[m1->regno]] < first))
1328                   goto overlap;
1329
1330             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1331             m0->lifetime += m->lifetime;
1332             m0->savings += m->savings;
1333             m->done = 1;
1334             m->match = m0;
1335
1336           overlap: ;
1337           }
1338     }
1339 }
1340 \f
1341 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1342
1343 static int
1344 regs_match_p (x, y, movables)
1345      rtx x, y;
1346      struct movable *movables;
1347 {
1348   int xn = REGNO (x);
1349   int yn = REGNO (y);
1350   struct movable *mx, *my;
1351
1352   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1353     if (mx->regno == xn)
1354       break;
1355
1356   for (my = movables; my; my = my->next)
1357     if (my->regno == yn)
1358       break;
1359
1360   return (mx && my
1361           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1362               || mx->match == my
1363               || mx == my->match));
1364 }
1365
1366 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1367    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1368
1369    If two registers are matching movables or a movable register and an
1370    equivalent constant, consider them equal.  */
1371
1372 static int
1373 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1374      rtx x, y;
1375      struct movable *movables;
1376 {
1377   register int i;
1378   register int j;
1379   register struct movable *m;
1380   register enum rtx_code code;
1381   register char *fmt;
1382
1383   if (x == y)
1384     return 1;
1385   if (x == 0 || y == 0)
1386     return 0;
1387
1388   code = GET_CODE (x);
1389
1390   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1391      equal.  */
1392   if (GET_CODE (x) == REG && n_times_set[REGNO (x)] == -2
1393       && CONSTANT_P (y))
1394     for (m = movables; m; m = m->next)
1395       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1396           && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1397         return 1;
1398
1399   else if (GET_CODE (y) == REG && n_times_set[REGNO (y)] == -2
1400            && CONSTANT_P (x))
1401     for (m = movables; m; m = m->next)
1402       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1403           && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1404         return 1;
1405
1406   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1407   if (code != GET_CODE (y))
1408     return 0;
1409
1410   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1411      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1412
1413   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1414     return 0;
1415
1416   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1417   if (code == REG)
1418     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1419
1420   if (code == LABEL_REF)
1421     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1422   if (code == SYMBOL_REF)
1423     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1424
1425   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1426      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1427
1428   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1429   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1430     {
1431       switch (fmt[i])
1432         {
1433         case 'w':
1434           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1435             return 0;
1436           break;
1437
1438         case 'i':
1439           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1440             return 0;
1441           break;
1442
1443         case 'E':
1444           /* Two vectors must have the same length.  */
1445           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1446             return 0;
1447
1448           /* And the corresponding elements must match.  */
1449           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1450             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1451               return 0;
1452           break;
1453
1454         case 'e':
1455           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1456             return 0;
1457           break;
1458
1459         case 's':
1460           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1461             return 0;
1462           break;
1463
1464         case 'u':
1465           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1466           break;
1467
1468         case '0':
1469           break;
1470
1471           /* It is believed that rtx's at this level will never
1472              contain anything but integers and other rtx's,
1473              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1474         default:
1475           abort ();
1476         }
1477     }
1478   return 1;
1479 }
1480 \f
1481 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1482   insns in INSNS which use thet reference.  */
1483
1484 static void
1485 add_label_notes (x, insns)
1486      rtx x;
1487      rtx insns;
1488 {
1489   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1490   int i, j;
1491   char *fmt;
1492   rtx insn;
1493
1494   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1495     {
1496       rtx next = next_real_insn (XEXP (x, 0));
1497
1498       /* Don't record labels that refer to dispatch tables.
1499          This is not necessary, since the tablejump references the same label.
1500          And if we did record them, flow.c would make worse code.  */
1501       if (next == 0
1502           || ! (GET_CODE (next) == JUMP_INSN
1503                 && (GET_CODE (PATTERN (next)) == ADDR_VEC
1504                     || GET_CODE (PATTERN (next)) == ADDR_DIFF_VEC)))
1505         {
1506           for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1507             if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1508               REG_NOTES (insn) = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1509                                           REG_NOTES (insn));
1510         }
1511       return;
1512     }
1513
1514   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1515   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1516     {
1517       if (fmt[i] == 'e')
1518         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1519       else if (fmt[i] == 'E')
1520         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1521           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1522     }
1523 }
1524 \f
1525 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1526    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1527    other throughout.  */
1528
1529 static void
1530 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1531      struct movable *movables;
1532      int threshold;
1533      int insn_count;
1534      rtx loop_start;
1535      rtx end;
1536      int nregs;
1537 {
1538   rtx new_start = 0;
1539   register struct movable *m;
1540   register rtx p;
1541   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1542      when we move several insns that load the same value
1543      into different pseudo-registers.  */
1544   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1545   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1546
1547   bzero (already_moved, nregs);
1548   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1549
1550   num_movables = 0;
1551
1552   for (m = movables; m; m = m->next)
1553     {
1554       /* Describe this movable insn.  */
1555
1556       if (loop_dump_stream)
1557         {
1558           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1559                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1560           if (m->consec > 0)
1561             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1562           if (m->cond)
1563             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1564           if (m->force)
1565             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1566           if (m->global)
1567             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1568           if (m->done)
1569             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1570           if (m->move_insn)
1571             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1572           if (m->match)
1573             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1574                      INSN_UID (m->match->insn));
1575           if (m->forces)
1576             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1577                      INSN_UID (m->forces->insn));
1578         }
1579
1580       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1581       num_movables++;
1582
1583       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1584          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1585
1586       if (!m->done
1587           && (! m->cond
1588               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1589                   && (m->dependencies == 0
1590                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1591                   && (m->consec == 0
1592                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1593                                                        m->consec + 1,
1594                                                        m->insn))))
1595           && (! m->forces || m->forces->done))
1596         {
1597           register int regno;
1598           register rtx p;
1599           int savings = m->savings;
1600
1601           /* We have an insn that is safe to move.
1602              Compute its desirability.  */
1603
1604           p = m->insn;
1605           regno = m->regno;
1606
1607           if (loop_dump_stream)
1608             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1609
1610           if (moved_once[regno])
1611             {
1612               insn_count *= 2;
1613
1614               if (loop_dump_stream)
1615                 fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1616             }
1617
1618           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1619              which is safe only if this one is moved too: that is,
1620              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1621
1622           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1623              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1624              If it's not desirable, it means the loop is so big
1625              that moving won't speed things up much,
1626              and it is liable to make register usage worse.  */
1627
1628           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1629              extra cost because something else was already moved.  */
1630
1631           if (already_moved[regno]
1632               || (threshold * savings * m->lifetime) >= insn_count
1633               || (m->forces && m->forces->done
1634                   && n_times_used[m->forces->regno] == 1))
1635             {
1636               int count;
1637               register struct movable *m1;
1638               rtx first;
1639
1640               /* Now move the insns that set the reg.  */
1641
1642               if (m->partial && m->match)
1643                 {
1644                   rtx newpat, i1;
1645                   rtx r1, r2;
1646                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1647                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1648                      And that reg is loaded with 0 directly,
1649                      since it has ->match == 0.  */
1650                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1651                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1652                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1653                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1654
1655                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1656                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1657                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1658                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1659                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1660                   regs_may_share = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r1,
1661                                             gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r2,
1662                                                      regs_may_share));
1663                   delete_insn (m->insn);
1664
1665                   if (new_start == 0)
1666                     new_start = i1;
1667
1668                   if (loop_dump_stream)
1669                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1670                 }
1671               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1672                  new move insn, first delete what we have and then emit
1673                  the move insn before the loop.  */
1674               else if (m->move_insn)
1675                 {
1676                   rtx i1, temp;
1677
1678                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1679                     {
1680                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1681                          skip to the end.  */
1682                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1683                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1684                         p = XEXP (temp, 0);
1685
1686                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1687                          delete every insn in the sequence except the last.
1688                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1689                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1690                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1691                         {
1692                           temp = XEXP (temp, 0);
1693                           while (temp != p)
1694                             temp = delete_insn (temp);
1695                         }
1696
1697                       p = delete_insn (p);
1698                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1699                         p = NEXT_INSN (p);
1700                     }
1701
1702                   start_sequence ();
1703                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1704                   temp = get_insns ();
1705                   end_sequence ();
1706
1707                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1708
1709                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1710                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1711                     REG_NOTES (i1)
1712                       = gen_rtx (EXPR_LIST,
1713                                  m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1714                                  m->set_src, REG_NOTES (i1));
1715
1716                   if (loop_dump_stream)
1717                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1718
1719                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1720                   threshold -= 3;
1721                 }
1722               else
1723                 {
1724                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1725                     {
1726                       rtx i1, temp;
1727
1728                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1729                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1730                          be an insn here.  */
1731                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1732                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1733                         p = XEXP (temp, 0);
1734
1735                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1736                          insns except the last before the loop.  The last
1737                          insn is handled in the normal manner.  */
1738                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1739                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1740                         {
1741                           rtx fn_address = 0;
1742                           rtx fn_reg = 0;
1743                           rtx fn_address_insn = 0;
1744
1745                           first = 0;
1746                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1747                                temp = NEXT_INSN (temp))
1748                             {
1749                               rtx body;
1750                               rtx n;
1751                               rtx next;
1752
1753                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1754                                 continue;
1755
1756                               body = PATTERN (temp);
1757
1758                               /* Find the next insn after TEMP,
1759                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1760                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1761                                    next = NEXT_INSN (next))
1762                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1763                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1764                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1765                                   break;
1766                               
1767                               /* If that is the call, this may be the insn
1768                                  that loads the function address.
1769
1770                                  Extract the function address from the insn
1771                                  that loads it into a register.
1772                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1773
1774                                  So emit a new move insn that copies the
1775                                  function address into the register that the
1776                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1777                                  redundant stores that we have created.  */
1778                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1779                                   && GET_CODE (body) == SET
1780                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1781                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1782                                                          NULL_RTX)))
1783                                 {
1784                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1785                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1786                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1787                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1788                                   fn_address_insn = temp;
1789                                 }
1790                               /* We have the call insn.
1791                                  If it uses the register we suspect it might,
1792                                  load it with the correct address directly.  */
1793                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1794                                   && fn_address != 0
1795                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
1796                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1797                                                                 fn_address),
1798                                                  fn_address_insn);
1799
1800                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1801                                 {
1802                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
1803                                   /* Because the USAGE information potentially
1804                                      contains objects other than hard registers
1805                                      we need to copy it.  */
1806                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
1807                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1) =
1808                                       copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
1809                                 }
1810                               else
1811                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
1812                               if (first == 0)
1813                                 first = i1;
1814                               if (temp == fn_address_insn)
1815                                 fn_address_insn = i1;
1816                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
1817                               delete_insn (temp);
1818                             }
1819                         }
1820                       if (m->savemode != VOIDmode)
1821                         {
1822                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
1823                              the bits that are not covered by the mode
1824                              m->savemode.  */
1825                           rtx reg = m->set_dest;
1826                           rtx sequence;
1827                           rtx tem;
1828                       
1829                           start_sequence ();
1830                           tem = expand_binop
1831                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
1832                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
1833                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
1834                                       - 1),
1835                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
1836                           if (tem == 0)
1837                             abort ();
1838                           if (tem != reg)
1839                             emit_move_insn (reg, tem);
1840                           sequence = gen_sequence ();
1841                           end_sequence ();
1842                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
1843                         }
1844                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1845                         {
1846                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1847                           /* Because the USAGE information potentially
1848                              contains objects other than hard registers
1849                              we need to copy it.  */
1850                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
1851                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1) =
1852                               copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
1853                         }
1854                       else
1855                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1856
1857                       REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
1858
1859                       /* If there is a REG_EQUAL note present whose value is
1860                          not loop invariant, then delete it, since it may
1861                          cause problems with later optimization passes.
1862                          It is possible for cse to create such notes
1863                          like this as a result of record_jump_cond.  */
1864                       
1865                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1866                           && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
1867                         remove_note (i1, temp);
1868
1869                       if (new_start == 0)
1870                         new_start = i1;
1871
1872                       if (loop_dump_stream)
1873                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
1874                                  INSN_UID (i1));
1875
1876 #if 0
1877                       /* This isn't needed because REG_NOTES is copied
1878                          below and is wrong since P might be a PARALLEL.  */
1879                       if (REG_NOTES (i1) == 0
1880                           && ! m->partial /* But not if it's a zero-extend clr.  */
1881                           && ! m->global /* and not if used outside the loop
1882                                             (since it might get set outside).  */
1883                           && CONSTANT_P (SET_SRC (PATTERN (p))))
1884                         REG_NOTES (i1)
1885                           = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_EQUAL,
1886                                      SET_SRC (PATTERN (p)), REG_NOTES (i1));
1887 #endif
1888
1889                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
1890                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
1891                          and REG_RETVAL on I1.  */
1892                       if (temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1893                         {
1894                           XEXP (temp, 0) = first;
1895                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
1896                           XEXP (temp, 0) = i1;
1897                         }
1898
1899                       delete_insn (p);
1900                       do p = NEXT_INSN (p);
1901                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE);
1902                     }
1903
1904                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1905                   threshold -= 3;
1906                 }
1907
1908               /* Any other movable that loads the same register
1909                  MUST be moved.  */
1910               already_moved[regno] = 1;
1911
1912               /* This reg has been moved out of one loop.  */
1913               moved_once[regno] = 1;
1914
1915               /* The reg set here is now invariant.  */
1916               if (! m->partial)
1917                 n_times_set[regno] = 0;
1918
1919               m->done = 1;
1920
1921               /* Change the length-of-life info for the register
1922                  to say it lives at least the full length of this loop.
1923                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
1924
1925               if (uid_luid[regno_first_uid[regno]] > INSN_LUID (loop_start))
1926                 /* This is the old insn before all the moved insns.
1927                    We can't use the moved insn because it is out of range
1928                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
1929                 regno_first_uid[regno] = INSN_UID (loop_start);
1930               if (uid_luid[regno_last_uid[regno]] < INSN_LUID (end))
1931                 regno_last_uid[regno] = INSN_UID (end);
1932
1933               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
1934
1935               if (! m->partial)
1936                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1937                   if (m1->match == m)
1938                     {
1939                       rtx temp;
1940
1941                       /* Schedule the reg loaded by M1
1942                          for replacement so that shares the reg of M.
1943                          If the modes differ (only possible in restricted
1944                          circumstances, make a SUBREG.  */
1945                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
1946                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
1947                       else
1948                         reg_map[m1->regno]
1949                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
1950                                                 m->set_dest);
1951                     
1952                       /* Get rid of the matching insn
1953                          and prevent further processing of it.  */
1954                       m1->done = 1;
1955
1956                       /* if library call, delete all insn except last, which
1957                          is deleted below */
1958                       if (temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
1959                                                 NULL_RTX))
1960                         {
1961                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
1962                                temp = NEXT_INSN (temp))
1963                             delete_insn (temp);
1964                         }
1965                       delete_insn (m1->insn);
1966
1967                       /* Any other movable that loads the same register
1968                          MUST be moved.  */
1969                       already_moved[m1->regno] = 1;
1970
1971                       /* The reg merged here is now invariant,
1972                          if the reg it matches is invariant.  */
1973                       if (! m->partial)
1974                         n_times_set[m1->regno] = 0;
1975                     }
1976             }
1977           else if (loop_dump_stream)
1978             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
1979         }
1980       else if (loop_dump_stream && !m->match)
1981         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
1982
1983       if (loop_dump_stream)
1984         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
1985     }
1986
1987   if (new_start == 0)
1988     new_start = loop_start;
1989
1990   /* Go through all the instructions in the loop, making
1991      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
1992   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
1993     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1994         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1995       {
1996         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
1997         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
1998         INSN_CODE (p) = -1;
1999       }
2000 }
2001 \f
2002 #if 0
2003 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2004    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2005
2006 static void
2007 replace_call_address (x, reg, addr)
2008      rtx x, reg, addr;
2009 {
2010   register enum rtx_code code;
2011   register int i;
2012   register char *fmt;
2013
2014   if (x == 0)
2015     return;
2016   code = GET_CODE (x);
2017   switch (code)
2018     {
2019     case PC:
2020     case CC0:
2021     case CONST_INT:
2022     case CONST_DOUBLE:
2023     case CONST:
2024     case SYMBOL_REF:
2025     case LABEL_REF:
2026     case REG:
2027       return;
2028
2029     case SET:
2030       /* Short cut for very common case.  */
2031       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2032       return;
2033
2034     case CALL:
2035       /* Short cut for very common case.  */
2036       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2037       return;
2038
2039     case MEM:
2040       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2041          something is wrong.  */
2042       if (XEXP (x, 0) != reg)
2043         abort ();
2044       XEXP (x, 0) = addr;
2045       return;
2046     }
2047
2048   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2049   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2050     {
2051       if (fmt[i] == 'e')
2052         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2053       if (fmt[i] == 'E')
2054         {
2055           register int j;
2056           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2057             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2058         }
2059     }
2060 }
2061 #endif
2062 \f
2063 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2064    in the rtx X.  */
2065
2066 static int
2067 count_nonfixed_reads (x)
2068      rtx x;
2069 {
2070   register enum rtx_code code;
2071   register int i;
2072   register char *fmt;
2073   int value;
2074
2075   if (x == 0)
2076     return 0;
2077
2078   code = GET_CODE (x);
2079   switch (code)
2080     {
2081     case PC:
2082     case CC0:
2083     case CONST_INT:
2084     case CONST_DOUBLE:
2085     case CONST:
2086     case SYMBOL_REF:
2087     case LABEL_REF:
2088     case REG:
2089       return 0;
2090
2091     case MEM:
2092       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2093               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2094     }
2095
2096   value = 0;
2097   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2098   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2099     {
2100       if (fmt[i] == 'e')
2101         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2102       if (fmt[i] == 'E')
2103         {
2104           register int j;
2105           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2106             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2107         }
2108     }
2109   return value;
2110 }
2111
2112 \f
2113 #if 0
2114 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2115    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2116    if the machine supports such an instruction,
2117    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2118
2119 static void
2120 constant_high_bytes (p, loop_start)
2121      rtx p, loop_start;
2122 {
2123   register rtx new;
2124   register int insn_code_number;
2125
2126   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2127      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2128
2129   new = gen_rtx (SET, VOIDmode,
2130                  gen_rtx (STRICT_LOW_PART, VOIDmode,
2131                           gen_rtx (SUBREG, GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2132                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2133                                    0)),
2134                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2135   insn_code_number = recog (new, p);
2136
2137   if (insn_code_number)
2138     {
2139       register int i;
2140
2141       /* Clear destination register before the loop.  */
2142       emit_insn_before (gen_rtx (SET, VOIDmode,
2143                                  SET_DEST (PATTERN (p)),
2144                                  const0_rtx),
2145                         loop_start);
2146
2147       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2148       PATTERN (p) = new;
2149     }
2150 }
2151 #endif
2152 \f
2153 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2154    `num_mem_sets', `loop_continue', loops_enclosed', `loop_has_call',
2155    and `loop_has_volatile'.
2156    Also, fill in the array `loop_store_mems'.  */
2157
2158 static void
2159 prescan_loop (start, end)
2160      rtx start, end;
2161 {
2162   register int level = 1;
2163   register rtx insn;
2164
2165   unknown_address_altered = 0;
2166   loop_has_call = 0;
2167   loop_has_volatile = 0;
2168   loop_store_mems_idx = 0;
2169
2170   num_mem_sets = 0;
2171   loops_enclosed = 1;
2172   loop_continue = 0;
2173
2174   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2175        insn = NEXT_INSN (insn))
2176     {
2177       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2178         {
2179           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2180             {
2181               ++level;
2182               /* Count number of loops contained in this one.  */
2183               loops_enclosed++;
2184             }
2185           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2186             {
2187               --level;
2188               if (level == 0)
2189                 {
2190                   end = insn;
2191                   break;
2192                 }
2193             }
2194           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2195             {
2196               if (level == 1)
2197                 loop_continue = insn;
2198             }
2199         }
2200       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2201         {
2202           unknown_address_altered = 1;
2203           loop_has_call = 1;
2204         }
2205       else
2206         {
2207           if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2208             {
2209               if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2210                 loop_has_volatile = 1;
2211
2212               note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2213             }
2214         }
2215     }
2216 }
2217 \f
2218 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2219    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2220    to from outside the loop.  */
2221
2222 static void
2223 find_and_verify_loops (f)
2224      rtx f;
2225 {
2226   rtx insn, label;
2227   int current_loop = -1;
2228   int next_loop = -1;
2229   int loop;
2230
2231   /* If there are jumps to undefined labels,
2232      treat them as jumps out of any/all loops.
2233      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2234   uid_loop_num[0] = -1;
2235
2236   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2237      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2238
2239   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2240     {
2241       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2242         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2243           {
2244           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2245             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2246             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2247             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2248             loop_invalid[next_loop] = 0;
2249             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2250             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2251             current_loop = next_loop;
2252             break;
2253
2254           case NOTE_INSN_SETJMP:
2255             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2256                enclosing loop.  */
2257             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2258               {
2259                 loop_invalid[loop] = 1;
2260                 if (loop_dump_stream)
2261                   fprintf (loop_dump_stream,
2262                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2263                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2264               }
2265             break;
2266
2267           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2268             if (current_loop == -1)
2269               abort ();
2270
2271             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2272             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2273             break;
2274
2275           }
2276
2277       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2278          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2279       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2280     }
2281
2282   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2283      because it can be jumped into from anywhere.  */
2284
2285   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2286     {
2287       int loop_num;
2288
2289       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2290            loop_num != -1;
2291            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2292         loop_invalid[loop_num] = 1;
2293     }
2294
2295   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2296      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2297
2298   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2299     {
2300       int loop_num;
2301
2302       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2303            loop_num != -1;
2304            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2305         loop_invalid[loop_num] = 1;
2306     }
2307
2308   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2309      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2310      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2311      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2312      anywhere.
2313
2314      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2315      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2316      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2317      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2318      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2319      possible second cse pass.  */
2320
2321   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2322     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2323       {
2324         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2325
2326         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2327           {
2328             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2329             if (note)
2330               {
2331                 int loop_num;
2332
2333                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2334                      loop_num != -1;
2335                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2336                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2337               }
2338           }
2339
2340         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2341           continue;
2342
2343         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2344
2345         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2346         if (this_loop_num != -1
2347             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2348                 || (simplejump_p (insn)
2349                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2350                         != this_loop_num)))
2351             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2352           {
2353             rtx p;
2354             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2355             int dest_loop;
2356             int outer_loop = -1;
2357
2358             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2359                or a JUMP_INSN.  */
2360             for (p = PREV_INSN (insn);
2361                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2362                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2363                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2364                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2365                  p = PREV_INSN (p))
2366               ;
2367
2368             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2369                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2370
2371             if (JUMP_LABEL (insn))
2372               {
2373                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2374                 if (dest_loop != -1)
2375                   {
2376                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2377                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2378                       if (outer_loop == this_loop_num)
2379                         break;
2380                   }
2381               }
2382
2383             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2384
2385             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2386                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2387               outer_loop = this_loop_num;
2388
2389             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2390                we have a block of code to try to move.
2391
2392                We look backward and then forward from the target of INSN
2393                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2394                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2395                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2396                and move the block of code to the spot we found.  */
2397
2398             if (outer_loop == -1
2399                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2400                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2401                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2402                    These always indicate compilation errors.  */
2403                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2404                 && condjump_p (p)
2405                 && ! simplejump_p (p)
2406                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2407               {
2408                 rtx target
2409                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2410                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2411                 rtx loc;
2412
2413                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2414                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2415                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2416                     break;
2417
2418                 if (loc == 0)
2419                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2420                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2421                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2422                       break;
2423
2424                 if (loc)
2425                   {
2426                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2427                     rtx new_label = get_label_after (p);
2428
2429                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2430                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2431
2432                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2433                        we can invert P.  */
2434                    if (invert_jump (p, new_label))
2435                      {
2436                        rtx q, r;
2437
2438                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2439                           block after LOC.  */
2440                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2441                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2442
2443                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2444                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2445                             q = NEXT_INSN (q))
2446                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2447
2448                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2449                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2450                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2451                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2452                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2453                        if (JUMP_LABEL (insn))
2454                          {
2455                            int loop_num;
2456
2457                            for (q = 0,
2458                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2459                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2460                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2461                                {
2462                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2463                                  if (q)
2464                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2465                                  else
2466                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2467                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2468                                  break;
2469                                }
2470
2471                            for (loop_num = this_loop_num;
2472                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2473                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2474                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2475
2476                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2477                            if (! r)
2478                              abort ();
2479                          }
2480
2481                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2482                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2483                           The easiest way to do this is to just call
2484                           mark_loop_jump again for P.  */
2485                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2486
2487                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2488                           delete INSN.  */
2489                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2490                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2491                                == next_real_insn (insn)))
2492                          delete_insn (insn);
2493                      }
2494
2495                     /* Continue the loop after where the conditional
2496                        branch used to jump, since the only branch insn
2497                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2498                        branch and hence needs no processing.  */
2499                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2500
2501                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2502                       delete_insn (cond_label);
2503
2504                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2505                     insn = PREV_INSN (insn);
2506                   }
2507               }
2508           }
2509       }
2510 }
2511
2512 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2513    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2514
2515    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2516
2517 static void
2518 mark_loop_jump (x, loop_num)
2519      rtx x;
2520      int loop_num;
2521 {
2522   int dest_loop;
2523   int outer_loop;
2524   int i;
2525
2526   switch (GET_CODE (x))
2527     {
2528     case PC:
2529     case USE:
2530     case CLOBBER:
2531     case REG:
2532     case MEM:
2533     case CONST_INT:
2534     case CONST_DOUBLE:
2535     case RETURN:
2536       return;
2537
2538     case CONST:
2539       /* There could be a label reference in here.  */
2540       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2541       return;
2542
2543     case PLUS:
2544     case MINUS:
2545     case MULT:
2546       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2547       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2548       return;
2549
2550     case SIGN_EXTEND:
2551     case ZERO_EXTEND:
2552       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2553       return;
2554
2555     case LABEL_REF:
2556       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2557
2558       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2559          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2560          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2561          false.  */
2562
2563       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
2564          since this does not count as a loop exit.  */
2565       if (dest_loop != -1)
2566         {
2567           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2568                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2569             if (outer_loop == loop_num)
2570               break;
2571         }
2572       else
2573         outer_loop = -1;
2574
2575       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
2576         {
2577           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
2578           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
2579           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2580
2581           for (outer_loop = loop_num;
2582                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
2583                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2584             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
2585         }
2586
2587       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
2588          by it, it invalidates at least one loop.  */
2589
2590       if (dest_loop == -1)
2591         return;
2592
2593       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
2594          label, except those that also contain the jump insn.  */
2595
2596       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
2597         {
2598           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
2599           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2600                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2601             if (dest_loop == outer_loop)
2602               return;
2603
2604           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
2605           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
2606             fprintf (loop_dump_stream,
2607                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
2608                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
2609           
2610           loop_invalid[dest_loop] = 1;
2611         }
2612       return;
2613
2614     case SET:
2615       /* If this is not setting pc, ignore.  */
2616       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
2617         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
2618       return;
2619
2620     case IF_THEN_ELSE:
2621       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2622       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
2623       return;
2624
2625     case PARALLEL:
2626     case ADDR_VEC:
2627       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
2628         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
2629       return;
2630
2631     case ADDR_DIFF_VEC:
2632       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
2633         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
2634       return;
2635
2636     default:
2637       /* Treat anything else (such as a symbol_ref)
2638          as a branch out of this loop, but not into any loop.  */
2639
2640       if (loop_num != -1)
2641         {
2642           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2643
2644           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2645                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2646             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
2647         }
2648       return;
2649     }
2650 }
2651 \f
2652 /* Return nonzero if there is a label in the range from
2653    insn INSN to and including the insn whose luid is END
2654    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
2655    been previously created by loop.c).  */
2656
2657 static int
2658 labels_in_range_p (insn, end)
2659      rtx insn;
2660      int end;
2661 {
2662   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
2663     {
2664       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
2665         return 1;
2666       insn = NEXT_INSN (insn);
2667     }
2668
2669   return 0;
2670 }
2671
2672 /* Record that a memory reference X is being set.  */
2673
2674 static void
2675 note_addr_stored (x)
2676      rtx x;
2677 {
2678   register int i;
2679
2680   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
2681     return;
2682
2683   /* Count number of memory writes.
2684      This affects heuristics in strength_reduce.  */
2685   num_mem_sets++;
2686
2687   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
2688   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
2689     unknown_address_altered = 1;
2690
2691   if (unknown_address_altered)
2692     return;
2693
2694   for (i = 0; i < loop_store_mems_idx; i++)
2695     if (rtx_equal_p (XEXP (loop_store_mems[i], 0), XEXP (x, 0))
2696         && MEM_IN_STRUCT_P (x) == MEM_IN_STRUCT_P (loop_store_mems[i]))
2697       {
2698         /* We are storing at the same address as previously noted.  Save the
2699            wider reference.  */
2700         if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x))
2701             > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_store_mems[i])))
2702           loop_store_mems[i] = x;
2703         break;
2704       }
2705
2706   if (i == NUM_STORES)
2707     unknown_address_altered = 1;
2708
2709   else if (i == loop_store_mems_idx)
2710     loop_store_mems[loop_store_mems_idx++] = x;
2711 }
2712 \f
2713 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
2714
2715    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
2716
2717    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
2718    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
2719    anything stored in `loop_store_mems'.  */
2720
2721 int
2722 invariant_p (x)
2723      register rtx x;
2724 {
2725   register int i;
2726   register enum rtx_code code;
2727   register char *fmt;
2728   int conditional = 0;
2729
2730   if (x == 0)
2731     return 1;
2732   code = GET_CODE (x);
2733   switch (code)
2734     {
2735     case CONST_INT:
2736     case CONST_DOUBLE:
2737     case SYMBOL_REF:
2738     case CONST:
2739       return 1;
2740
2741     case LABEL_REF:
2742       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
2743          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
2744          This is because each unrolled copy of the loop body will have
2745          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
2746          the address of this label into a register might get moved outside
2747          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
2748
2749          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
2750          labels.  */
2751       if (flag_unroll_loops)
2752         return 0;
2753       else
2754         return 1;
2755
2756     case PC:
2757     case CC0:
2758     case UNSPEC_VOLATILE:
2759       return 0;
2760
2761     case REG:
2762       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
2763          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
2764
2765       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
2766            || x == arg_pointer_rtx)
2767           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
2768         return 1;
2769
2770       if (loop_has_call
2771           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
2772         return 0;
2773
2774       if (n_times_set[REGNO (x)] < 0)
2775         return 2;
2776
2777       return n_times_set[REGNO (x)] == 0;
2778
2779     case MEM:
2780       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
2781          checking for read-only items, so that volatile read-only items
2782          will be rejected also.  */
2783       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2784         return 0;
2785
2786       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
2787          invariant if their address is.  */
2788       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
2789         break;
2790
2791       /* If we filled the table (or had a subroutine call), any location
2792          in memory could have been clobbered.  */
2793       if (unknown_address_altered)
2794         return 0;
2795
2796       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
2797       for (i = loop_store_mems_idx - 1; i >= 0; i--)
2798         if (true_dependence (loop_store_mems[i], x))
2799           return 0;
2800
2801       /* It's not invalidated by a store in memory
2802          but we must still verify the address is invariant.  */
2803       break;
2804
2805     case ASM_OPERANDS:
2806       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
2807       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2808         return 0;
2809     }
2810
2811   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2812   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2813     {
2814       if (fmt[i] == 'e')
2815         {
2816           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
2817           if (tem == 0)
2818             return 0;
2819           if (tem == 2)
2820             conditional = 1;
2821         }
2822       else if (fmt[i] == 'E')
2823         {
2824           register int j;
2825           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2826             {
2827               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
2828               if (tem == 0)
2829                 return 0;
2830               if (tem == 2)
2831                 conditional = 1;
2832             }
2833
2834         }
2835     }
2836
2837   return 1 + conditional;
2838 }
2839
2840 \f
2841 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
2842    are INSN and the immediately following insns,
2843    and if each of those insns sets REG in an invariant way
2844    (not counting uses of REG in them).
2845
2846    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
2847
2848    We assume that INSN itself is the first set of REG
2849    and that its source is invariant.  */
2850
2851 static int
2852 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
2853      int n_sets;
2854      rtx reg, insn;
2855 {
2856   register rtx p = insn;
2857   register int regno = REGNO (reg);
2858   rtx temp;
2859   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
2860   int count = n_sets - 1;
2861   int old = n_times_set[regno];
2862   int value = 0;
2863   int this;
2864
2865   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
2866   if (n_sets == 127)
2867     return 0;
2868
2869   n_times_set[regno] = 0;
2870
2871   while (count > 0)
2872     {
2873       register enum rtx_code code;
2874       rtx set;
2875
2876       p = NEXT_INSN (p);
2877       code = GET_CODE (p);
2878
2879       /* If library call, skip to end of of it.  */
2880       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2881         p = XEXP (temp, 0);
2882
2883       this = 0;
2884       if (code == INSN
2885           && (set = single_set (p))
2886           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
2887           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
2888         {
2889           this = invariant_p (SET_SRC (set));
2890           if (this != 0)
2891             value |= this;
2892           else if (temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2893             {
2894               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
2895                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
2896                  notes are OK.  */
2897               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
2898                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
2899                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
2900               if (this != 0)
2901                 value |= this;
2902             }
2903         }
2904       if (this != 0)
2905         count--;
2906       else if (code != NOTE)
2907         {
2908           n_times_set[regno] = old;
2909           return 0;
2910         }
2911     }
2912
2913   n_times_set[regno] = old;
2914   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
2915   return 1 + (value & 2);
2916 }
2917
2918 #if 0
2919 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
2920    to be moved, so we no longer test it.  */
2921
2922 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
2923    that set REG are invariant according to TABLE.  */
2924
2925 static int
2926 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
2927      rtx reg, insn;
2928      short *table;
2929 {
2930   register rtx p = insn;
2931   register int regno = REGNO (reg);
2932
2933   while (1)
2934     {
2935       register enum rtx_code code;
2936       p = NEXT_INSN (p);
2937       code = GET_CODE (p);
2938       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
2939         return 1;
2940       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
2941           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
2942           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
2943         {
2944           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
2945             return 0;
2946         }
2947     }
2948 }
2949 #endif /* 0 */
2950 \f
2951 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
2952    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
2953    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
2954
2955 static void
2956 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
2957      rtx insn;
2958      rtx x;
2959      rtx *usage;
2960 {
2961   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2962   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2963   int i, j;
2964
2965   if (code == REG)
2966     usage[REGNO (x)]
2967       = (usage[REGNO (x)] != 0 && usage[REGNO (x)] != insn)
2968         ? const0_rtx : insn;
2969
2970   else if (code == SET)
2971     {
2972       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
2973          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
2974          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
2975          for it.  */
2976       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2977         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
2978       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
2979     }
2980   else
2981     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2982       {
2983         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
2984           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
2985         else if (fmt[i] == 'E')
2986           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2987             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
2988       }
2989 }
2990 \f
2991 /* Increment N_TIMES_SET at the index of each register
2992    that is modified by an insn between FROM and TO.
2993    If the value of an element of N_TIMES_SET becomes 127 or more,
2994    stop incrementing it, to avoid overflow.
2995
2996    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
2997    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
2998    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
2999    in which case this processing is not done.
3000
3001    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3002    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3003
3004 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3005    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3006
3007 static void
3008 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3009      register rtx from, to;
3010      char *may_not_move;
3011      rtx *single_usage;
3012      int *count_ptr;
3013      int nregs;
3014 {
3015   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3016   register rtx insn;
3017   register int count = 0;
3018   register rtx dest;
3019
3020   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3021   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3022     {
3023       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3024         {
3025           ++count;
3026
3027           /* If requested, record registers that have exactly one use.  */
3028           if (single_usage)
3029             {
3030               find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3031
3032               /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3033               if (REG_NOTES (insn))
3034                 find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3035             }
3036
3037           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
3038               && GET_CODE (XEXP (PATTERN (insn), 0)) == REG)
3039             /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3040                We might do so sometimes, but it's not worth the pain.  */
3041             may_not_move[REGNO (XEXP (PATTERN (insn), 0))] = 1;
3042
3043           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3044               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3045             {
3046               dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3047               while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3048                      || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3049                      || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3050                      || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3051                 dest = XEXP (dest, 0);
3052               if (GET_CODE (dest) == REG)
3053                 {
3054                   register int regno = REGNO (dest);
3055                   /* If this is the first setting of this reg
3056                      in current basic block, and it was set before,
3057                      it must be set in two basic blocks, so it cannot
3058                      be moved out of the loop.  */
3059                   if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
3060                     may_not_move[regno] = 1;
3061                   /* If this is not first setting in current basic block,
3062                      see if reg was used in between previous one and this.
3063                      If so, neither one can be moved.  */
3064                   if (last_set[regno] != 0
3065                       && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3066                     may_not_move[regno] = 1;
3067                   if (n_times_set[regno] < 127)
3068                     ++n_times_set[regno];
3069                   last_set[regno] = insn;
3070                 }
3071             }
3072           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3073             {
3074               register int i;
3075               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3076                 {
3077                   register rtx x = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
3078                   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3079                     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3080                        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3081                     may_not_move[REGNO (XEXP (x, 0))] = 1;
3082
3083                   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3084                     {
3085                       dest = SET_DEST (x);
3086                       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3087                              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3088                              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3089                              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3090                         dest = XEXP (dest, 0);
3091                       if (GET_CODE (dest) == REG)
3092                         {
3093                           register int regno = REGNO (dest);
3094                           if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
3095                             may_not_move[regno] = 1;
3096                           if (last_set[regno] != 0
3097                               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3098                             may_not_move[regno] = 1;
3099                           if (n_times_set[regno] < 127)
3100                             ++n_times_set[regno];
3101                           last_set[regno] = insn;
3102                         }
3103                     }
3104                 }
3105             }
3106         }
3107
3108       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3109         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3110     }
3111   *count_ptr = count;
3112 }
3113 \f
3114 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3115    and that is entered at SCAN_START,
3116    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3117    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3118    from the loop entry point.
3119
3120    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3121    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3122    from an inner loop past two loops.  */
3123
3124 static int
3125 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3126      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3127 {
3128   rtx reg = SET_DEST (set);
3129   rtx p;
3130
3131   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3132      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3133   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3134     {
3135       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3136           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3137         return 1;
3138
3139       if (p == loop_end)
3140         p = loop_start;
3141     }
3142
3143   return 0;
3144 }
3145 \f
3146 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3147    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3148 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3149    value is a linear function of a biv.  */
3150
3151 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3152    Givs by `general_induct_var'.  */
3153
3154 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3155    induction variable, and if so what type.  */
3156
3157 enum iv_mode *reg_iv_type;
3158
3159 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3160    if register is an induction variable.  This holds general info for
3161    all induction variables.  */
3162
3163 struct induction **reg_iv_info;
3164
3165 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3166    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3167    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3168    to.  */
3169
3170 struct iv_class **reg_biv_class;
3171
3172 /* The head of a list which links together (via the next field)
3173    every iv class for the current loop.  */
3174
3175 struct iv_class *loop_iv_list;
3176
3177 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3178
3179 static rtx note_insn;
3180
3181 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3182
3183 static rtx addr_placeholder;
3184
3185 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3186    for the strength reduction code.  */
3187
3188 /* ??? There is one more optimization you might be interested in doing: to
3189    allocate pseudo registers for frequently-accessed memory locations.
3190    If the same memory location is referenced each time around, it might
3191    be possible to copy it into a register before and out after.
3192    This is especially useful when the memory location is a variable which
3193    is in a stack slot because somewhere its address is taken.  If the
3194    loop doesn't contain a function call and the variable isn't volatile,
3195    it is safe to keep the value in a register for the duration of the
3196    loop. One tricky thing is that the copying of the value back from the
3197    register has to be done on all exits from the loop.  You need to check that
3198    all the exits from the loop go to the same place.  */
3199
3200 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3201    bivs, may cause problems.  */
3202
3203 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3204    performance problems.
3205
3206    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3207    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3208    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3209    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3210    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3211    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3212
3213 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3214    positive.  */
3215
3216 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3217    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3218    e.g. the VAX acb insn.  */
3219
3220 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3221    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3222    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3223 \f
3224 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  */
3225
3226 /* Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3227    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3228    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3229    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3230    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.  */
3231
3232 static void
3233 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3234                  loop_start, loop_end)
3235      rtx scan_start;
3236      rtx end;
3237      rtx loop_top;
3238      int insn_count;
3239      rtx loop_start;
3240      rtx loop_end;
3241 {
3242   rtx p;
3243   rtx set;
3244   rtx inc_val;
3245   rtx mult_val;
3246   rtx dest_reg;
3247   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3248      iteration.  */
3249   int not_every_iteration = 0;
3250   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3251      loop iteration.  */
3252   int maybe_multiple = 0;
3253   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3254   struct iv_class *bl, **backbl;
3255   /* Ratio of extra register life span we can justify
3256      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3257      since in that case saving an insn makes more difference
3258      and more registers are available.  */
3259   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3260   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3261   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3262   rtx *reg_map;
3263   int call_seen;
3264   rtx test;
3265   rtx end_insert_before;
3266   int loop_depth = 0;
3267
3268   reg_iv_type = (enum iv_mode *) alloca (max_reg_before_loop
3269                                          * sizeof (enum iv_mode *));
3270   bzero ((char *) reg_iv_type, max_reg_before_loop * sizeof (enum iv_mode *));
3271   reg_iv_info = (struct induction **)
3272     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct induction *));
3273   bzero ((char *) reg_iv_info, (max_reg_before_loop
3274                                 * sizeof (struct induction *)));
3275   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3276     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3277   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3278                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3279
3280   loop_iv_list = 0;
3281   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3282
3283   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3284      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3285      order (i.e. loop order). 
3286
3287      If loop_end is the end of the current function, then emit a 
3288      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3289      dummy note insn.  */
3290   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3291     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3292   else
3293     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3294
3295   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3296
3297   p = scan_start;
3298   while (1)
3299     {
3300       p = NEXT_INSN (p);
3301       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3302          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3303       if (p == scan_start)
3304         break;
3305       if (p == end)
3306         {
3307           if (loop_top != 0)
3308             p = loop_top;
3309           else
3310             break;
3311           if (p == scan_start)
3312             break;
3313         }
3314
3315       if (GET_CODE (p) == INSN
3316           && (set = single_set (p))
3317           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3318         {
3319           dest_reg = SET_DEST (set);
3320           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3321               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3322               && reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] != NOT_BASIC_INDUCT)
3323             {
3324               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3325                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val))
3326                 {
3327                   /* It is a possible basic induction variable.
3328                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3329
3330                   struct induction *v
3331                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3332
3333                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val,
3334                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3335                   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = BASIC_INDUCT;
3336                 }
3337               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3338                 reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = NOT_BASIC_INDUCT;
3339             }
3340         }
3341
3342       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3343          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3344          every jump insn between here and the end of the loop either
3345          returns, exits the loop, is a forward jump, or is a jump
3346          to the loop start.  */
3347
3348       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3349         {
3350           rtx insn = p;
3351
3352           maybe_multiple = 0;
3353
3354           while (1)
3355             {
3356               insn = NEXT_INSN (insn);
3357               if (insn == scan_start)
3358                 break;
3359               if (insn == end)
3360                 {
3361                   if (loop_top != 0)
3362                     insn = loop_top;
3363                   else
3364                     break;
3365                   if (insn == scan_start)
3366                     break;
3367                 }
3368
3369               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3370                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3371                   && (! condjump_p (insn)
3372                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3373                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3374                           && (INSN_UID (JUMP_LABEL (insn)) >= max_uid_for_loop
3375                               || INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop
3376                               || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (insn))
3377                                   < INSN_LUID (insn))))))
3378                 {
3379                   maybe_multiple = 1;
3380                   break;
3381                 }
3382             }
3383         }
3384
3385       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3386          on whether they will be executed during each iteration.  */
3387       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3388          code in scan_loop.  */
3389       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3390           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3391              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3392              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3393              will be executed if the loop is executed.  */
3394           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3395                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3396                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3397         {
3398           rtx label = 0;
3399
3400           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3401              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3402              loop_number_exits_labels list.  */
3403              
3404           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3405                label;
3406                label = LABEL_NEXTREF (label))
3407             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3408               break;
3409
3410           if (! label)
3411             not_every_iteration = 1;
3412         }
3413
3414       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3415         {
3416           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3417              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3418              even though the exit code has been duplicated.  */
3419           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
3420             not_every_iteration = 0;
3421           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3422             loop_depth++;
3423           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3424             loop_depth--;
3425         }
3426
3427       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3428          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3429          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3430          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3431
3432          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3433          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3434          will be executed each iteration.  */
3435
3436       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3437           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3438         not_every_iteration = 0;
3439     }
3440
3441   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3442      Make a sanity check against n_times_set.  */
3443   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3444     {
3445       if (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3446           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3447           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3448           || n_times_set[bl->regno] != bl->biv_count
3449           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3450              move.  So leave it alone.  */
3451           || ! bl->incremented)
3452         {
3453           if (loop_dump_stream)
3454             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3455                      bl->regno,
3456                      (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3457                       ? "not induction variable"
3458                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3459                          : "count error")));
3460           
3461           reg_iv_type[bl->regno] = NOT_BASIC_INDUCT;
3462           *backbl = bl->next;
3463         }
3464       else
3465         {
3466           backbl = &bl->next;
3467
3468           if (loop_dump_stream)
3469             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3470         }
3471     }
3472
3473   /* Exit if there are no bivs.  */
3474   if (! loop_iv_list)
3475     {
3476       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3477          strength reduction info available.  */
3478       if (flag_unroll_loops)
3479         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 0);
3480
3481       return;
3482     }
3483
3484   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3485      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3486
3487   call_seen = 0;
3488   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3489     {
3490       note_insn = p;
3491
3492       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3493         call_seen = 1;
3494
3495       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3496           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3497         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3498
3499       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3500          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3501          constants and registers and only certain of those.  */
3502       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3503           && JUMP_LABEL (p) != 0
3504           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3505           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3506           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3507           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3508           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3509           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3510           && bl->init_insn == 0)
3511         {
3512           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3513           if (GET_CODE (test) == NE)
3514             {
3515               bl->init_insn = p;
3516               bl->init_set = gen_rtx (SET, VOIDmode,
3517                                       XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3518             }
3519           else
3520             bl->initial_test = test;
3521         }
3522     }
3523
3524   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3525      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3526      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3527   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3528     {
3529       rtx src;
3530
3531       if (! bl->init_insn)
3532         continue;
3533
3534       src = SET_SRC (bl->init_set);
3535
3536       if (loop_dump_stream)
3537         fprintf (loop_dump_stream,
3538                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3539                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3540
3541       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3542            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3543           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3544         {
3545           bl->initial_value = src;
3546
3547           if (loop_dump_stream)
3548             {
3549               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3550                 fprintf (loop_dump_stream, "%d\n", INTVAL (src));
3551               else
3552                 {
3553                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3554                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3555                 }
3556             }
3557         }
3558       else
3559         {
3560           /* Biv initial value is not simple move,
3561              so let it keep initial value of "itself".  */
3562
3563           if (loop_dump_stream)
3564             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
3565         }
3566     }
3567
3568   /* Search the loop for general induction variables.  */
3569
3570   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
3571      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
3572
3573   not_every_iteration = 0;
3574   loop_depth = 0;
3575   p = scan_start;
3576   while (1)
3577     {
3578       p = NEXT_INSN (p);
3579       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3580          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3581       if (p == scan_start)
3582         break;
3583       if (p == end)
3584         {
3585           if (loop_top != 0)
3586             p = loop_top;
3587           else
3588             break;
3589           if (p == scan_start)
3590             break;
3591         }
3592
3593       /* Look for a general induction variable in a register.  */
3594       if (GET_CODE (p) == INSN
3595           && (set = single_set (p))
3596           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3597           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
3598         {
3599           rtx src_reg;
3600           rtx add_val;
3601           rtx mult_val;
3602           int benefit;
3603           rtx regnote = 0;
3604
3605           dest_reg = SET_DEST (set);
3606           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3607             continue;
3608
3609           if (/* SET_SRC is a giv.  */
3610               ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set),
3611                                                  &src_reg, &add_val,
3612                                                  &mult_val))
3613                /* Equivalent expression is a giv.  */
3614                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
3615                    && (benefit = general_induction_var (XEXP (regnote, 0),
3616                                                         &src_reg,
3617                                                         &add_val, &mult_val))))
3618               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
3619                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
3620               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3621               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
3622               && dest_reg != src_reg
3623               /* This must be the only place where the register is set.  */
3624               && (n_times_set[REGNO (dest_reg)] == 1
3625                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
3626                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
3627                                                  src_reg, dest_reg,
3628                                                  &add_val, &mult_val))))
3629             {
3630               int count;
3631               struct induction *v
3632                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3633               rtx temp;
3634
3635               /* If this is a library call, increase benefit.  */
3636               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
3637                 benefit += libcall_benefit (p);
3638
3639               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
3640               for (count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
3641                    count > 0; count--)
3642                 {
3643                   /* If first insn of libcall sequence, skip to end.
3644                      Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
3645                      be an insn here.  */
3646                   if (GET_CODE (p) != NOTE
3647                       && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3648                     p = XEXP (temp, 0);
3649
3650                   do p = NEXT_INSN (p);
3651                   while (GET_CODE (p) == NOTE);
3652                 }
3653
3654               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
3655                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
3656                           loop_end);
3657
3658             }
3659         }
3660
3661 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
3662       /* Look for givs which are memory addresses.  */
3663       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
3664          still does.  */
3665       if (GET_CODE (p) == INSN)
3666         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
3667                        loop_end);
3668 #endif
3669
3670       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
3671          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
3672       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3673         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3674         update_giv_derive (p);
3675
3676       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3677          on whether they will be executed during each iteration.  */
3678       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3679          code in scan_loop.  */
3680       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3681           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3682              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3683              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3684              will be executed if the loop is executed.  */
3685           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3686                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3687                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3688         {
3689           rtx label = 0;
3690
3691           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3692              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3693              loop_number_exits_labels list.  */
3694              
3695           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3696                label;
3697                label = LABEL_NEXTREF (label))
3698             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3699               break;
3700
3701           if (! label)
3702             not_every_iteration = 1;
3703         }
3704
3705       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3706         {
3707           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3708              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3709              even though the exit code has been duplicated.  */
3710           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
3711             not_every_iteration = 0;
3712           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3713             loop_depth++;
3714           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3715             loop_depth--;
3716         }
3717
3718       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3719          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3720          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3721          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3722
3723          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3724          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3725          will be executed each iteration.  */
3726
3727       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3728           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3729         not_every_iteration = 0;
3730     }
3731
3732   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
3733      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
3734      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
3735      fail if the iteration variable is a giv.  */
3736
3737   loop_n_iterations = loop_iterations (loop_start, loop_end);
3738
3739   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
3740      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
3741      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
3742      so that final_giv_value will work correctly.  */
3743
3744   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3745     {
3746       struct induction *v;
3747
3748       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3749         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
3750           check_final_value (v, loop_start, loop_end);
3751     }
3752
3753   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
3754      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
3755      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
3756   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start);
3757
3758   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.  */
3759   reg_map = (rtx *) alloca (max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3760   bzero ((char *) reg_map, max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3761
3762   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
3763      variable elimination.  */
3764
3765   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3766     {
3767       struct induction *v;
3768       int benefit;
3769       int all_reduced;
3770       rtx final_value = 0;
3771
3772       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
3773          provided all givs are reduced.  This is possible if either
3774          the reg is not used outside the loop, or we can compute
3775          what its final value will be.
3776
3777          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
3778          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
3779          this biv.  */
3780
3781       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
3782          We aren't concerned with any uses of the biv between
3783          init_insn and loop_start since these won't be affected
3784          by the value of the biv elsewhere in the function, so
3785          long as init_insn doesn't use the biv itself.
3786          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
3787
3788       if ((uid_luid[regno_last_uid[bl->regno]] < INSN_LUID (loop_end)
3789            && bl->init_insn
3790            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
3791            && uid_luid[regno_first_uid[bl->regno]] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
3792 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3793            && ! bl->nonneg
3794 #endif
3795            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
3796           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end))
3797 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3798               && ! bl->nonneg
3799 #endif
3800               ))
3801         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
3802                                               threshold, insn_count);
3803       else
3804         {
3805           if (loop_dump_stream)
3806             {
3807               fprintf (loop_dump_stream,
3808                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
3809                        bl->regno);
3810               fprintf (loop_dump_stream,
3811                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
3812                        regno_first_uid[bl->regno],
3813                        regno_last_uid[bl->regno]);
3814             }
3815         }
3816
3817       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
3818       combine_givs (bl);
3819
3820       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
3821          biv have been strength reduced.
3822          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
3823       all_reduced = 1;
3824
3825       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
3826          it.  Skip giv's combined with others.  */
3827       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3828         {
3829           struct induction *tv;
3830
3831           if (v->ignore || v->same)
3832             continue;
3833
3834           benefit = v->benefit;
3835
3836           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
3837              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
3838              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
3839              will often be marked non-replaceable because of the duplication
3840              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
3841              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
3842              a cost.  Similar situations exist.  */
3843           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
3844              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
3845              be necessary.  */
3846           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
3847               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
3848             benefit -= copy_cost;
3849
3850           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
3851              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
3852           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
3853
3854           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
3855              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
3856              This decision can be made independently for each giv.  */
3857
3858 #ifdef AUTO_INC_DEC
3859           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
3860              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
3861              add_cost that was done above).  */
3862           if (v->giv_type == DEST_ADDR
3863               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
3864             {
3865 #if defined (HAVE_POST_INCREMENT) || defined (HAVE_PRE_INCREMENT)
3866               if (INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
3867                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
3868 #endif
3869 #if defined (HAVE_POST_DECREMENT) || defined (HAVE_PRE_DECREMENT)
3870               if (-INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
3871                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
3872 #endif
3873             }
3874 #endif
3875
3876           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
3877              flag, and clear all_reduced.  */
3878
3879           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
3880              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
3881              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
3882              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
3883              exit.  */
3884
3885           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
3886               && ! bl->reversed)
3887             {
3888               if (loop_dump_stream)
3889                 fprintf (loop_dump_stream,
3890                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
3891                          INSN_UID (v->insn),
3892                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
3893               v->ignore = 1;
3894               all_reduced = 0;
3895             }
3896           else
3897             {
3898               /* Check that we can increment the reduced giv without a
3899                  multiply insn.  If not, reject it.  */
3900
3901               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3902                 if (tv->mult_val == const1_rtx
3903                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
3904                   {
3905                     if (loop_dump_stream)
3906                       fprintf (loop_dump_stream,
3907                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
3908                                INSN_UID (v->insn));
3909                     v->ignore = 1;
3910                     all_reduced = 0;
3911                     break;
3912                   }
3913             }
3914         }
3915
3916       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
3917
3918       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3919         {
3920           struct induction *tv;
3921           if (! v->ignore && v->same == 0)
3922             {
3923               int auto_inc_opt = 0;
3924
3925               v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
3926
3927 #ifdef AUTO_INC_DEC
3928               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
3929                  this is an address giv, then try to put the increment
3930                  immediately after its use, so that flow can create an
3931                  auto-increment addressing mode.  */
3932               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
3933                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
3934                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
3935                      does not have a valid INSN_LUID.  */
3936                   && ! bl->reversed
3937                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple)
3938                 {
3939                   /* If other giv's have been combined with this one, then
3940                      this will work only if all uses of the other giv's occur
3941                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
3942
3943                      We simplify this by looking for the common case where
3944                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
3945                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
3946                      the increment occurs after the address giv, then we can
3947                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
3948                      would have to go before other_giv, and we would not be
3949                      able to combine it with the address giv to get an
3950                      auto-inc address.)  */
3951                   if (v->combined_with)
3952                     {
3953                       struct induction *other_giv = 0;
3954
3955                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
3956                         if (tv->same == v)
3957                           {
3958                             if (other_giv)
3959                               break;
3960                             else
3961                               other_giv = tv;
3962                           }
3963                       if (! tv && other_giv
3964                           && (regno_last_uid[REGNO (other_giv->dest_reg)]
3965                               == INSN_UID (v->insn))
3966                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
3967                         auto_inc_opt = 1;
3968                     }
3969                   /* Check for case where increment is before the the address
3970                      giv.  */
3971                   else if (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))
3972                     auto_inc_opt = -1;
3973                   else
3974                     auto_inc_opt = 1;
3975
3976 #ifdef HAVE_cc0
3977                   {
3978                     rtx prev;
3979
3980                     /* We can't put an insn immediately after one setting
3981                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
3982                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
3983                         || (auto_inc_opt == -1
3984                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
3985                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
3986                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
3987                       auto_inc_opt = 0;
3988                   }
3989 #endif
3990
3991                   if (auto_inc_opt)
3992                     v->auto_inc_opt = 1;
3993                 }
3994 #endif
3995
3996               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
3997                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
3998               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3999                 {
4000                   rtx insert_before;
4001
4002                   if (! auto_inc_opt)
4003                     insert_before = tv->insn;
4004                   else if (auto_inc_opt == 1)
4005                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4006                   else
4007                     insert_before = v->insn;
4008
4009                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4010                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4011                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4012                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4013                     /* A multiply is acceptable here
4014                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4015                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4016                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4017                 }
4018
4019               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4020
4021               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4022                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4023             }
4024         }
4025
4026       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4027          as not reduced.
4028          
4029          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4030          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4031          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".
4032
4033          Also check for givs whose first use is their definition and whose
4034          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4035          dead and should not be used to eliminate a biv.  */
4036       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4037         {
4038           if (v->same && v->same->ignore)
4039             v->ignore = 1;
4040
4041           if (v->ignore)
4042             continue;
4043
4044           if (v->giv_type == DEST_REG
4045               && regno_first_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v->insn))
4046             {
4047               struct induction *v1;
4048
4049               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4050                 if (regno_last_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v1->insn))
4051                   v->maybe_dead = 1;
4052             }
4053
4054           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4055              replaced.  */
4056           if (v->same)
4057             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4058                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4059
4060           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4061             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4062                this giv.  */
4063             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4064           else if (v->replaceable)
4065             {
4066               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4067
4068 #if 0
4069               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4070                  this is unnecessary now?  */
4071
4072               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4073                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4074
4075                  However, especially when unrolling loops, the special
4076                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4077                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4078                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4079                  We can not delete the original insn, since it may be part
4080                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4081                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4082               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4083                                v->insn);
4084 #endif
4085             }
4086           else
4087             {
4088               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4089                  the reduced giv, same as above.  */
4090               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4091                                v->insn);
4092             }
4093
4094           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4095              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4096              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4097              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4098              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4099           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4100             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4101                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4102           else if (v->final_value)
4103             {
4104               rtx insert_before;
4105
4106               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4107                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4108                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4109                  since this is slightly more efficient.  */
4110               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4111                 insert_before = loop_start;
4112               else
4113                 insert_before = end_insert_before;
4114               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4115                                 insert_before);
4116
4117 #if 0
4118               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4119                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4120                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4121                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4122                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4123                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4124                  matter that the original insn remains because it is dead
4125                  anyways.  */
4126               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4127                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4128               delete_insn (v->insn);
4129 #endif
4130             }
4131
4132           if (loop_dump_stream)
4133             {
4134               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4135                        INSN_UID (v->insn));
4136               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4137               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4138             }
4139         }
4140
4141       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4142          merit it.  */
4143
4144       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4145          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4146          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4147          combined with.
4148
4149          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4150          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4151          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4152          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4153          used from the simpler giv.  */
4154
4155       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4156         if (! v->maybe_dead && v->same)
4157           v->same->maybe_dead = 0;
4158
4159       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4160          This won't work if ! all_reduced,
4161          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4162
4163          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
4164          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
4165          be used as a biv replacement.  
4166
4167          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4168          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4169          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
4170          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4171          replace it with a compare with a constant will fail.
4172
4173          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4174          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4175          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4176
4177       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
4178           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
4179                                   threshold, insn_count))
4180
4181         {
4182           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4183              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4184              we might want to rewrite it also.  This way some later
4185              pass has more hope of removing the initialization of this
4186              biv entirely.  */
4187
4188           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4189              and we must emit an insn to set it just in case.
4190
4191              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
4192              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
4193              proper final value for such a biv here anyways.  */
4194           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
4195             {
4196               rtx insert_before;
4197
4198               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4199                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4200                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
4201                  loop, since this is slightly more efficient.  */
4202               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4203                 insert_before = loop_start;
4204               else
4205                 insert_before = end_insert_before;
4206
4207               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
4208                                 end_insert_before);
4209             }
4210
4211 #if 0
4212           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
4213              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
4214              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
4215           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
4216              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
4217              will only succeed when there are multiple exits if the biv
4218              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
4219              insn remains, because it is dead anyways.  */
4220           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
4221             delete_insn (v->insn);
4222 #endif
4223
4224           if (loop_dump_stream)
4225             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
4226                      bl->regno);
4227         }
4228     }
4229
4230   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
4231      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
4232
4233   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
4234     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4235         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4236       {
4237         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
4238         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
4239         INSN_CODE (p) = -1;
4240       }
4241
4242   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
4243      induction variable information that strength_reduce has already
4244      collected.  */
4245   
4246   if (flag_unroll_loops)
4247     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 1);
4248
4249   if (loop_dump_stream)
4250     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4251 }
4252 \f
4253 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
4254    compared against in an initial test).
4255
4256    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
4257    the current insn and the start of the loop.
4258
4259    INSN is the insn containing X.  */
4260
4261 static int
4262 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
4263      rtx x;
4264      rtx insn;
4265      int call_seen;
4266      rtx loop_start;
4267 {
4268   if (CONSTANT_P (x))
4269     return 1;
4270
4271   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
4272      we know.  */
4273   if (GET_CODE (x) != REG
4274       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
4275     return 0;
4276
4277   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
4278      some machines, don't use any hard registers at all.  */
4279   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
4280       && (
4281 #ifdef SMALL_REGISTER_CLASSES
4282           SMALL_REGISTER_CLASSES
4283 #else
4284           0
4285 #endif
4286             || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen))
4287       )
4288     return 0;
4289
4290   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
4291      loop.  */
4292   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
4293     return 0;
4294
4295   return 1;
4296 }
4297 \f
4298 /* Scan X for memory refs and check each memory address
4299    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
4300    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
4301    every loop iteration.  */
4302
4303 static void
4304 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
4305      rtx x;
4306      rtx insn;
4307      int not_every_iteration;
4308      rtx loop_start, loop_end;
4309 {
4310   register int i, j;
4311   register enum rtx_code code;
4312   register char *fmt;
4313
4314   if (x == 0)
4315     return;
4316
4317   code = GET_CODE (x);
4318   switch (code)
4319     {
4320     case REG:
4321     case CONST_INT:
4322     case CONST:
4323     case CONST_DOUBLE:
4324     case SYMBOL_REF:
4325     case LABEL_REF:
4326     case PC:
4327     case CC0:
4328     case ADDR_VEC:
4329     case ADDR_DIFF_VEC:
4330     case USE:
4331     case CLOBBER:
4332       return;
4333
4334     case MEM:
4335       {
4336         rtx src_reg;
4337         rtx add_val;
4338         rtx mult_val;
4339         int benefit;
4340
4341         benefit = general_induction_var (XEXP (x, 0),
4342                                          &src_reg, &add_val, &mult_val);
4343
4344         /* Don't make a DEST_ADDR giv with mult_val == 1 && add_val == 0.
4345            Such a giv isn't useful.  */
4346         if (benefit > 0 && (mult_val != const1_rtx || add_val != const0_rtx))
4347           {
4348             /* Found one; record it.  */
4349             struct induction *v
4350               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
4351
4352             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
4353                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
4354                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
4355
4356             v->mem_mode = GET_MODE (x);
4357           }
4358         return;
4359       }
4360     }
4361
4362   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
4363
4364   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4365   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4366     if (fmt[i] == 'e')
4367       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
4368                      loop_end);
4369     else if (fmt[i] == 'E')
4370       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4371         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
4372                        loop_start, loop_end);
4373 }
4374 \f
4375 /* Fill in the data about one biv update.
4376    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
4377    allocated by the caller, with alloca.)
4378    INSN is the insn that sets it.
4379    DEST_REG is the biv's reg.
4380
4381    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
4382    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
4383    being set to INC_VAL.
4384
4385    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
4386    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
4387    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
4388    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
4389    executed exactly once per iteration.  */
4390
4391 static void
4392 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val,
4393             not_every_iteration, maybe_multiple)
4394      struct induction *v;
4395      rtx insn;
4396      rtx dest_reg;
4397      rtx inc_val;
4398      rtx mult_val;
4399      int not_every_iteration;
4400      int maybe_multiple;
4401 {
4402   struct iv_class *bl;
4403
4404   v->insn = insn;
4405   v->src_reg = dest_reg;
4406   v->dest_reg = dest_reg;
4407   v->mult_val = mult_val;
4408   v->add_val = inc_val;
4409   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
4410   v->always_computable = ! not_every_iteration;
4411   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4412   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
4413
4414   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
4415      if this is the first incrementation of the reg.  */
4416
4417   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
4418   if (bl == 0)
4419     {
4420       /* Create and initialize new iv_class.  */
4421
4422       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
4423
4424       bl->regno = REGNO (dest_reg);
4425       bl->biv = 0;
4426       bl->giv = 0;
4427       bl->biv_count = 0;
4428       bl->giv_count = 0;
4429
4430       /* Set initial value to the reg itself.  */
4431       bl->initial_value = dest_reg;
4432       /* We haven't seen the initializing insn yet */
4433       bl->init_insn = 0;
4434       bl->init_set = 0;
4435       bl->initial_test = 0;
4436       bl->incremented = 0;
4437       bl->eliminable = 0;
4438       bl->nonneg = 0;
4439       bl->reversed = 0;
4440       bl->total_benefit = 0;
4441
4442       /* Add this class to loop_iv_list.  */
4443       bl->next = loop_iv_list;
4444       loop_iv_list = bl;
4445
4446       /* Put it in the array of biv register classes.  */
4447       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
4448     }
4449
4450   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
4451   v->next_iv = bl->biv;
4452   bl->biv = v;
4453   bl->biv_count++;
4454   if (mult_val == const1_rtx)
4455     bl->incremented = 1;
4456
4457   if (loop_dump_stream)
4458     {
4459       fprintf (loop_dump_stream,
4460                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
4461                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4462       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
4463         fprintf (loop_dump_stream, " const = %d\n",
4464                  INTVAL (inc_val));
4465       else
4466         {
4467           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
4468           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
4469           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4470         }
4471     }
4472 }
4473 \f
4474 /* Fill in the data about one giv.
4475    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
4476    allocated by the caller, with alloca.)
4477    INSN is the insn that sets it.
4478    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
4479    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
4480    into a register or is used as a memory address.
4481
4482    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
4483    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
4484    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
4485    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
4486
4487 static void
4488 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4489             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
4490      struct induction *v;
4491      rtx insn;
4492      rtx src_reg;
4493      rtx dest_reg;
4494      rtx mult_val, add_val;
4495      int benefit;
4496      enum g_types type;
4497      int not_every_iteration;
4498      rtx *location;
4499      rtx loop_start, loop_end;
4500 {
4501   struct induction *b;
4502   struct iv_class *bl;
4503   rtx set = single_set (insn);
4504   rtx p;
4505
4506   v->insn = insn;
4507   v->src_reg = src_reg;
4508   v->giv_type = type;
4509   v->dest_reg = dest_reg;
4510   v->mult_val = mult_val;
4511   v->add_val = add_val;
4512   v->benefit = benefit;
4513   v->location = location;
4514   v->cant_derive = 0;
4515   v->combined_with = 0;
4516   v->maybe_multiple = 0;
4517   v->maybe_dead = 0;
4518   v->derive_adjustment = 0;
4519   v->same = 0;
4520   v->ignore = 0;
4521   v->new_reg = 0;
4522   v->final_value = 0;
4523   v->same_insn = 0;
4524   v->auto_inc_opt = 0;
4525
4526   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
4527      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
4528      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
4529      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
4530      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
4531      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
4532      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
4533
4534   if (type == DEST_ADDR)
4535     v->always_computable = 1;
4536   else
4537     v->always_computable = ! not_every_iteration;
4538
4539   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4540
4541   if (type == DEST_ADDR)
4542     {
4543       v->mode = GET_MODE (*location);
4544       v->lifetime = 1;
4545       v->times_used = 1;
4546     }
4547   else /* type == DEST_REG */
4548     {
4549       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
4550
4551       v->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]]
4552                      - uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]]);
4553
4554       v->times_used = n_times_used[REGNO (dest_reg)];
4555
4556       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
4557          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
4558          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4559       if (v->lifetime == 0)
4560         v->ignore = 1;
4561
4562       reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
4563       reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
4564     }
4565
4566   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
4567
4568   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
4569   if (bl)
4570     {
4571       v->next_iv = bl->giv;
4572       bl->giv = v;
4573       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
4574          insns that calculate givs.  */
4575       if (type == DEST_REG)
4576         bl->giv_count++;
4577       bl->total_benefit += benefit;
4578     }
4579   else
4580     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
4581     abort ();
4582
4583   if (type == DEST_ADDR)
4584     v->replaceable = 1;
4585   else
4586     {
4587       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4588          of the following conditions are true:
4589          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4590            on which the giv is used at all
4591            (there are two ways to deduce this:
4592             either the insn is executed on every iteration,
4593             or all uses follow that insn in the same basic block),
4594          - the giv is not used outside the loop
4595          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4596
4597       if (regno_first_uid[REGNO (dest_reg)] == INSN_UID (insn)
4598           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
4599           && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]] < INSN_LUID (loop_end)
4600           && (! not_every_iteration
4601               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
4602         {
4603           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
4604              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
4605
4606           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
4607              and last use of the giv.
4608              
4609              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
4610              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
4611              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
4612              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
4613              useful as a biv, because it is used in two different loops.
4614              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
4615              using this biv anyways.  */
4616
4617           v->replaceable = 1;
4618           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4619             {
4620               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
4621                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4622                        >= uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]])
4623                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4624                           <= uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]])))
4625                 {
4626                   v->replaceable = 0;
4627                   v->not_replaceable = 1;
4628                   break;
4629                 }
4630             }
4631
4632           /* If there are any backwards branches that go from after the
4633              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
4634           if (v->replaceable)
4635             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4636               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
4637                 {
4638                   v->replaceable = 0;
4639                   v->not_replaceable = 1;
4640                   break;
4641                 }
4642         }
4643       else
4644         {
4645           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
4646              decide.  */
4647           v->replaceable = 0;
4648           v->not_replaceable = 0;
4649         }
4650     }
4651
4652   if (loop_dump_stream)
4653     {
4654       if (type == DEST_REG)
4655         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
4656                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4657       else
4658         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
4659                  INSN_UID (insn));
4660
4661       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
4662                REGNO (src_reg), v->benefit);
4663       fprintf (loop_dump_stream, " used %d lifetime %d",
4664                v->times_used, v->lifetime);
4665
4666       if (v->replaceable)
4667         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
4668
4669       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
4670         fprintf (loop_dump_stream, " mult %d",
4671                  INTVAL (mult_val));
4672       else
4673         {
4674           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
4675           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
4676         }
4677
4678       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
4679         fprintf (loop_dump_stream, " add %d",
4680                  INTVAL (add_val));
4681       else
4682         {
4683           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
4684           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
4685         }
4686     }
4687
4688   if (loop_dump_stream)
4689     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4690
4691 }
4692
4693
4694 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
4695    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
4696    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
4697    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
4698    have been identified.  */
4699
4700 static void
4701 check_final_value (v, loop_start, loop_end)
4702      struct induction *v;
4703      rtx loop_start, loop_end;
4704 {
4705   struct iv_class *bl;
4706   rtx final_value = 0;
4707
4708   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
4709
4710   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
4711      replaceable above in record_giv.  */
4712
4713   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4714      of the following conditions are true:
4715      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4716        on which the giv is used at all
4717        (there are two ways to deduce this:
4718         either the insn is executed on every iteration,
4719         or all uses follow that insn in the same basic block),
4720      - its final value can be calculated (this condition is different
4721        than the one above in record_giv)
4722      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4723
4724 #if 0
4725   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
4726   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
4727   v->replaceable = 0;
4728 #endif
4729
4730   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end))
4731       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
4732     {
4733       int biv_increment_seen = 0;
4734       rtx p = v->insn;
4735       rtx last_giv_use;
4736
4737       v->replaceable = 1;
4738
4739       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
4740          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
4741          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
4742          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
4743
4744       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
4745          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
4746          that sets the giv, and search around the loop until we come
4747          back to that insn again.
4748
4749          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
4750          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
4751          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
4752          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
4753          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
4754          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
4755          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
4756
4757       last_giv_use = v->insn;
4758
4759       while (1)
4760         {
4761           p = NEXT_INSN (p);
4762           if (p == loop_end)
4763             p = NEXT_INSN (loop_start);
4764           if (p == v->insn)
4765             break;
4766
4767           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4768               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4769             {
4770               if (biv_increment_seen)
4771                 {
4772                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4773                     {
4774                       v->replaceable = 0;
4775                       v->not_replaceable = 1;
4776                       break;
4777                     }
4778                 }
4779               else if (GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
4780                        && SET_DEST (PATTERN (p)) == v->src_reg)
4781                 biv_increment_seen = 1;
4782               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4783                 last_giv_use = p;
4784             }
4785         }
4786       
4787       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
4788          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
4789          replaceable.  */
4790
4791       if (v->replaceable)
4792         {
4793           p = v->insn;
4794           while (1)
4795             {
4796               p = NEXT_INSN (p);
4797               if (p == loop_end)
4798                 p = NEXT_INSN (loop_start);
4799               if (p == last_giv_use)
4800                 break;
4801
4802               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
4803                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
4804                   && ((INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop)
4805                       || (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
4806                       || (INSN_UID (last_giv_use) >= max_uid_for_loop)
4807                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (v->insn)
4808                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start))
4809                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (last_giv_use)
4810                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end))))
4811                 {
4812                   v->replaceable = 0;
4813                   v->not_replaceable = 1;
4814
4815                   if (loop_dump_stream)
4816                     fprintf (loop_dump_stream,
4817                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
4818
4819                   break;
4820                 }
4821             }
4822         }
4823
4824       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
4825       if (v->replaceable)
4826         v->final_value = final_value;
4827     }
4828
4829   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
4830     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
4831              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
4832 }
4833 \f
4834 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
4835
4836    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
4837    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
4838    another giv.
4839
4840    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
4841    derive another giv once a label has been passed.
4842
4843    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
4844
4845 static void
4846 update_giv_derive (p)
4847      rtx p;
4848 {
4849   struct iv_class *bl;
4850   struct induction *biv, *giv;
4851   rtx tem;
4852   int dummy;
4853
4854   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
4855
4856      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
4857      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
4858      derive any givs after a label is passed.
4859
4860      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
4861      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
4862      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
4863      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
4864      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
4865      sub-cases within this case.
4866
4867      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
4868      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
4869      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
4870      this extra tracking doesn't seem worth it).
4871
4872      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
4873      executed multiple times.  We are actually only concerned about
4874      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
4875      on the jump again here.
4876
4877      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
4878      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
4879      the giv cannot derive further givs.  */
4880
4881   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4882     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
4883       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4884           || biv->insn == p)
4885         {
4886           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
4887             {
4888               /* If cant_derive is already true, there is no point in
4889                  checking all of these conditions again.  */
4890               if (giv->cant_derive)
4891                 continue;
4892
4893               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
4894                  it cannot derive anything.  */
4895               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
4896                 giv->cant_derive = 1;
4897
4898               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
4899                  they are really invariants.  Also skip those that are
4900                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
4901                  any biv update.  */
4902               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
4903                 continue;
4904
4905               /* The only way we can allow this giv to derive another
4906                  is if this is a biv increment and we can form the product
4907                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
4908                  be able to compute a compensation.  */
4909               else if (biv->insn == p)
4910                 {
4911                   tem = 0;
4912
4913                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
4914                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, giv->mode,
4915                                                       biv->add_val,
4916                                                       giv->mult_val),
4917                                              &dummy);
4918
4919                   if (tem && giv->derive_adjustment)
4920                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, giv->mode, tem,
4921                                                       giv->derive_adjustment),
4922                                              &dummy);
4923                   if (tem)
4924                     giv->derive_adjustment = tem;
4925                   else
4926                     giv->cant_derive = 1;
4927                 }
4928               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
4929                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
4930                 giv->cant_derive = 1;
4931             }
4932         }
4933 }
4934 \f
4935 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
4936    X is the source of insn P, or a part of it.
4937    MODE is the mode in which X should be interpreted.
4938
4939    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
4940    We accept patterns of these forms:
4941      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
4942      REG = INVARIANT + REG
4943
4944    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
4945    and store the additive term into *INC_VAL.
4946
4947    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
4948    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
4949
4950    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
4951    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
4952    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
4953    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
4954    into the variable.
4955
4956    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
4957    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
4958    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
4959    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
4960
4961    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
4962    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
4963    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
4964    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since 
4965    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
4966    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
4967    not ZERO_EXTEND.
4968
4969    If we cannot find a biv, we return 0.  */
4970
4971 static int
4972 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val)
4973      register rtx x;
4974      enum machine_mode mode;
4975      rtx p;
4976      rtx dest_reg;
4977      rtx *inc_val;
4978      rtx *mult_val;
4979 {
4980   register enum rtx_code code;
4981   rtx arg;
4982   rtx insn, set = 0;
4983
4984   code = GET_CODE (x);
4985   switch (code)
4986     {
4987     case PLUS:
4988       if (XEXP (x, 0) == dest_reg
4989           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
4990               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
4991               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
4992         arg = XEXP (x, 1);
4993       else if (XEXP (x, 1) == dest_reg
4994                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
4995                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
4996                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
4997         arg = XEXP (x, 0);
4998       else
4999         return 0;
5000
5001       if (invariant_p (arg) != 1)
5002         return 0;
5003
5004       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5005       *mult_val = const1_rtx;
5006       return 1;
5007
5008     case SUBREG:
5009       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5010          value.  */
5011       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5012         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5013                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val);
5014       return 0;
5015
5016     case REG:
5017       /* If this register is assigned in the previous insn, look at its
5018          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5019
5020       for (insn = PREV_INSN (p);
5021            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5022             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5023            insn = PREV_INSN (insn))
5024         ;
5025
5026       if (insn)
5027         set = single_set (insn);
5028
5029       if (set != 0
5030           && (SET_DEST (set) == x
5031               || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5032                   && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5033                       <= UNITS_PER_WORD)
5034                   && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x)))
5035         return basic_induction_var (SET_SRC (set),
5036                                     (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5037                                      ? GET_MODE (x)
5038                                      : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5039                                     dest_reg, insn,
5040                                     inc_val, mult_val);
5041       /* ... fall through ...  */
5042
5043       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5044          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5045          as a biv of the outer loop,
5046          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5047     case MEM:
5048       if (invariant_p (x) != 1)
5049         return 0;
5050     case CONST_INT:
5051     case SYMBOL_REF:
5052     case CONST:
5053       if (loops_enclosed == 1)
5054         {
5055           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5056           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5057           *mult_val = const0_rtx;
5058           return 1;
5059         }
5060       else
5061         return 0;
5062
5063     case SIGN_EXTEND:
5064       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5065                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val);
5066     case ASHIFTRT:
5067       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5068       for (insn = PREV_INSN (p);
5069            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5070             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5071            insn = PREV_INSN (insn))
5072         ;
5073
5074       if (insn)
5075         set = single_set (insn);
5076
5077       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5078           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5079           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5080           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5081           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5082         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
5083                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5084                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val);
5085       return 0;
5086
5087     default:
5088       return 0;
5089     }
5090 }
5091 \f
5092 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
5093    function   of a basic induction variable,
5094    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
5095    The coefficients can be any loop invariant quantity.
5096    A giv need not be computed directly from the biv;
5097    it can be computed by way of other givs.  */
5098
5099 /* Determine whether X computes a giv.
5100    If it does, return a nonzero value
5101      which is the benefit from eliminating the computation of X;
5102    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
5103    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
5104      such that the value of X is biv * mult + add;  */
5105
5106 static int
5107 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val)
5108      rtx x;
5109      rtx *src_reg;
5110      rtx *add_val;
5111      rtx *mult_val;
5112 {
5113   rtx orig_x = x;
5114   int benefit = 0;
5115   char *storage;
5116
5117   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
5118   if (invariant_p (x) == 1)
5119     return 0;
5120
5121   /* See if the expression could be a giv and get its form.
5122      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
5123   storage = (char *) oballoc (0);
5124   x = simplify_giv_expr (x, &benefit);
5125   if (x == 0)
5126     {
5127       obfree (storage);
5128       return 0;
5129     }
5130
5131   switch (GET_CODE (x))
5132     {
5133     case USE:
5134     case CONST_INT:
5135       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
5136          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
5137          with.  */
5138       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
5139       *mult_val = const0_rtx;
5140       *add_val = x;
5141       break;
5142
5143     case REG:
5144       /* This is equivalent to a BIV.  */
5145       *src_reg = x;
5146       *mult_val = const1_rtx;
5147       *add_val = const0_rtx;
5148       break;
5149
5150     case PLUS:
5151       /* Either (plus (biv) (invar)) or
5152          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
5153       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
5154         {
5155           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
5156           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
5157         }
5158       else
5159         {
5160           *src_reg = XEXP (x, 0);
5161           *mult_val = const1_rtx;
5162         }
5163       *add_val = XEXP (x, 1);
5164       break;
5165
5166     case MULT:
5167       /* ADD_VAL is zero.  */
5168       *src_reg = XEXP (x, 0);
5169       *mult_val = XEXP (x, 1);
5170       *add_val = const0_rtx;
5171       break;
5172
5173     default:
5174       abort ();
5175     }
5176
5177   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
5178      unless they are CONST_INT).  */
5179   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
5180     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
5181   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
5182     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
5183
5184   benefit += rtx_cost (orig_x, SET);
5185
5186   /* Always return some benefit if this is a giv so it will be detected
5187      as such.  This allows elimination of bivs that might otherwise
5188      not be eliminated.  */
5189   return benefit == 0 ? 1 : benefit;
5190 }
5191 \f
5192 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
5193    We will canonicalize it to be of the form
5194         (plus (mult (BIV) (invar_1))
5195               (invar_2))
5196    with possible degeneracies.
5197
5198    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
5199    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
5200    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
5201    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
5202
5203    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
5204    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
5205    returns 0.
5206
5207    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
5208    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
5209
5210    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
5211
5212 static rtx
5213 simplify_giv_expr (x, benefit)
5214      rtx x;
5215      int *benefit;
5216 {
5217   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
5218   rtx arg0, arg1;
5219   rtx tem;
5220
5221   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
5222      mode, this can't be a giv.  */
5223   if (mode != VOIDmode
5224       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
5225           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5226     return 0;
5227
5228   switch (GET_CODE (x))
5229     {
5230     case PLUS:
5231       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
5232       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
5233       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5234         return 0;
5235
5236       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5237       if ((GET_CODE (arg0) == USE
5238            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5239           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5240         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5241
5242       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
5243       if (arg1 == const0_rtx)
5244         return arg0;
5245       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
5246         switch (GET_CODE (arg0))
5247           {
5248           case CONST_INT:
5249           case USE:
5250             /* Both invariant.  Only valid if sum is machine operand.
5251                First strip off possible USE on first operand.  */
5252             if (GET_CODE (arg0) == USE)
5253               arg0 = XEXP (arg0, 0);
5254
5255             tem = 0;
5256             if (CONSTANT_P (arg0) && GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
5257               {
5258                 tem = plus_constant (arg0, INTVAL (arg1));
5259                 if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
5260                   tem = gen_rtx (USE, mode, tem);
5261               }
5262
5263             return tem;
5264
5265           case REG:
5266           case MULT:
5267             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
5268             return gen_rtx (PLUS, mode, arg0, arg1);
5269
5270           case PLUS:
5271             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
5272             return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5273                                                XEXP (arg0, 0),
5274                                                gen_rtx (PLUS, mode,
5275                                                         XEXP (arg0, 1), arg1)),
5276                                       benefit);
5277
5278           default:
5279             abort ();
5280           }
5281
5282       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
5283          MULT to reduce cases.  */
5284       if (GET_CODE (arg0) == REG)
5285         arg0 = gen_rtx (MULT, mode, arg0, const1_rtx);
5286       if (GET_CODE (arg1) == REG)
5287         arg1 = gen_rtx (MULT, mode, arg1, const1_rtx);
5288
5289       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5290          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5291          Recurse to associate the second PLUS.  */
5292       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
5293         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5294
5295       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
5296           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5297                                              gen_rtx (PLUS, mode,
5298                                                       arg0, XEXP (arg1, 0)),
5299                                              XEXP (arg1, 1)),
5300                                     benefit);
5301
5302       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
5303       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
5304         abort ();
5305
5306       if (XEXP (arg0, 0) != XEXP (arg1, 0))
5307         return 0;
5308
5309       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5310                                          XEXP (arg0, 0),
5311                                          gen_rtx (PLUS, mode,
5312                                                   XEXP (arg0, 1),
5313                                                   XEXP (arg1, 1))),
5314                                 benefit);
5315
5316     case MINUS:
5317       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
5318       return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5319                                          XEXP (x, 0),
5320                                          gen_rtx (MULT, mode,
5321                                                   XEXP (x, 1), constm1_rtx)),
5322                                 benefit);
5323
5324     case MULT:
5325       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
5326       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
5327       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5328         return 0;
5329
5330       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5331       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5332           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5333         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5334
5335       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
5336       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5337         return 0;
5338
5339       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
5340       if (arg1 == const0_rtx)
5341         return const0_rtx;
5342
5343       else if (arg1 == const1_rtx)
5344         return arg0;
5345
5346       switch (GET_CODE (arg0))
5347         {
5348         case REG:
5349           /* biv * invar.  Done.  */
5350           return gen_rtx (MULT, mode, arg0, arg1);
5351
5352         case CONST_INT:
5353           /* Product of two constants.  */
5354           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
5355
5356         case USE:
5357           /* invar * invar.  Not giv.  */
5358           return 0;
5359
5360         case MULT:
5361           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
5362           return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5363                                              XEXP (arg0, 0),
5364                                              gen_rtx (MULT, mode,
5365                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
5366                                     benefit);
5367
5368         case PLUS:
5369           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
5370           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
5371                                              gen_rtx (MULT, mode,
5372                                                       XEXP (arg0, 0), arg1),
5373                                              gen_rtx (MULT, mode,
5374                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
5375                                     benefit);
5376
5377         default:
5378           abort ();
5379         }
5380
5381     case ASHIFT:
5382       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
5383       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
5384         return 0;
5385
5386       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5387                                          XEXP (x, 0),
5388                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
5389                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
5390                                 benefit);
5391
5392     case NEG:
5393       /* "-a" is "a * (-1)" */
5394       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
5395                                 benefit);
5396
5397     case NOT:
5398       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
5399       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MINUS, mode,
5400                                          gen_rtx (NEG, mode, XEXP (x, 0)),
5401                                          const1_rtx),
5402                                 benefit);
5403
5404     case USE:
5405       /* Already in proper form for invariant.  */
5406       return x;
5407
5408     case REG:
5409       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
5410       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5411         return 0;
5412
5413       /* Check for biv or giv.  */
5414       switch (reg_iv_type[REGNO (x)])
5415         {
5416         case BASIC_INDUCT:
5417           return x;
5418         case GENERAL_INDUCT:
5419           {
5420             struct induction *v = reg_iv_info[REGNO (x)];
5421
5422             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
5423                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
5424             *benefit += v->benefit;
5425             if (v->cant_derive)
5426               return 0;
5427
5428             tem = gen_rtx (PLUS, mode, gen_rtx (MULT, mode,
5429                                                 v->src_reg, v->mult_val),
5430                            v->add_val);
5431             if (v->derive_adjustment)
5432               tem = gen_rtx (MINUS, mode, tem, v->derive_adjustment);
5433             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
5434           }
5435         }
5436
5437       /* Fall through to general case.  */
5438     default:
5439       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
5440          Otherwise, not giv.  */
5441       if (GET_CODE (x) == USE)
5442         x = XEXP (x, 0);
5443
5444       if (invariant_p (x) == 1)
5445         {
5446           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
5447             return x;
5448           else
5449             return gen_rtx (USE, mode, x);
5450         }
5451       else
5452         return 0;
5453     }
5454 }
5455 \f
5456 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
5457    for example,
5458       giv = biv * M
5459       giv = giv + A
5460    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
5461    we check that all other insns that set the same register follow
5462    immediately after P, that they alter nothing else,
5463    and that the result of the last is still a giv.
5464
5465    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
5466    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
5467    all the consecutive insns that compute the value.
5468
5469    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
5470    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
5471
5472    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
5473    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
5474
5475 static int
5476 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
5477                  add_val, mult_val)
5478      int first_benefit;
5479      rtx p;
5480      rtx src_reg;
5481      rtx dest_reg;
5482      rtx *add_val;
5483      rtx *mult_val;
5484 {
5485   int count;
5486   enum rtx_code code;
5487   int benefit;
5488   rtx temp;
5489   rtx set;
5490
5491   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
5492      each insn of the multi-insn sequence. 
5493
5494      This induction structure will be used only by the call to
5495      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
5496      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
5497      a new induction structure.  */
5498   struct induction *v
5499     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
5500   v->src_reg = src_reg;
5501   v->mult_val = *mult_val;
5502   v->add_val = *add_val;
5503   v->benefit = first_benefit;
5504   v->cant_derive = 0;
5505   v->derive_adjustment = 0;
5506
5507   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
5508   reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
5509
5510   count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
5511
5512   while (count > 0)
5513     {
5514       p = NEXT_INSN (p);
5515       code = GET_CODE (p);
5516
5517       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
5518       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
5519         p = XEXP (temp, 0);
5520
5521       if (code == INSN
5522           && (set = single_set (p))
5523           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5524           && SET_DEST (set) == dest_reg
5525           && ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
5526                                                 add_val, mult_val))
5527               /* Giv created by equivalent expression.  */
5528               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
5529                   && (benefit = general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
5530                                                        add_val, mult_val))))
5531           && src_reg == v->src_reg)
5532         {
5533           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
5534             benefit += libcall_benefit (p);
5535
5536           count--;
5537           v->mult_val = *mult_val;
5538           v->add_val = *add_val;
5539           v->benefit = benefit;
5540         }
5541       else if (code != NOTE)
5542         {
5543           /* Allow insns that set something other than this giv to a
5544              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
5545              include long constants and should not disqualify a giv.  */
5546           if (code == INSN
5547               && (set = single_set (p))
5548               && SET_DEST (set) != dest_reg
5549               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
5550             continue;
5551
5552           reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = UNKNOWN_INDUCT;
5553           return 0;
5554         }
5555     }
5556
5557   return v->benefit;
5558 }
5559 \f
5560 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
5561    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
5562    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
5563
5564    To perform the computation, we note that
5565         G1 = a * v + b          and
5566         G2 = c * v + d
5567    where `v' is the biv.
5568
5569    So G2 = (c/a) * G1 + (d - b*c/a)  */
5570
5571 #ifdef ADDRESS_COST
5572 static rtx
5573 express_from (g1, g2)
5574      struct induction *g1, *g2;
5575 {
5576   rtx mult, add;
5577
5578   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
5579      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
5580      for notation) is also an integer.  */
5581   if (GET_CODE (g1->mult_val) != CONST_INT
5582       || GET_CODE (g2->mult_val) != CONST_INT
5583       || GET_CODE (g1->add_val) != CONST_INT
5584       || g1->mult_val == const0_rtx
5585       || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
5586     return 0;
5587
5588   mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
5589   add = plus_constant (g2->add_val, - INTVAL (g1->add_val) * INTVAL (mult));
5590
5591   /* Form simplified final result.  */
5592   if (mult == const0_rtx)
5593     return add;
5594   else if (mult == const1_rtx)
5595     mult = g1->dest_reg;
5596   else
5597     mult = gen_rtx (MULT, g2->mode, g1->dest_reg, mult);
5598
5599   if (add == const0_rtx)
5600     return mult;
5601   else
5602     return gen_rtx (PLUS, g2->mode, mult, add);
5603 }
5604 #endif
5605 \f
5606 /* Return 1 if giv G2 can be combined with G1.  This means that G2 can use
5607    (either directly or via an address expression) a register used to represent
5608    G1.  Set g2->new_reg to a represtation of G1 (normally just
5609    g1->dest_reg).  */
5610
5611 static int
5612 combine_givs_p (g1, g2)
5613      struct induction *g1, *g2;
5614 {
5615   rtx tem;
5616
5617   /* If these givs are identical, they can be combined.  */
5618   if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val)
5619       && rtx_equal_p (g1->add_val, g2->add_val))
5620     {
5621       g2->new_reg = g1->dest_reg;
5622       return 1;
5623     }
5624
5625 #ifdef ADDRESS_COST
5626   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
5627      as an address and no more expensive than using a register for G2,
5628      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
5629   if (g2->giv_type == DEST_ADDR
5630       && (tem = express_from (g1, g2)) != 0
5631       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
5632       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location))
5633     {
5634       g2->new_reg = tem;
5635       return 1;
5636     }
5637 #endif
5638
5639   return 0;
5640 }
5641 \f
5642 #ifdef GIV_SORT_CRITERION
5643 /* Compare two givs and sort the most desirable one for combinations first.
5644    This is used only in one qsort call below.  */
5645
5646 static int
5647 giv_sort (x, y)
5648      struct induction **x, **y;
5649 {
5650   GIV_SORT_CRITERION (*x, *y);
5651
5652   return 0;
5653 }
5654 #endif
5655
5656 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
5657    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
5658    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
5659    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
5660
5661 static void
5662 combine_givs (bl)
5663      struct iv_class *bl;
5664 {
5665   struct induction *g1, *g2, **giv_array, *temp_iv;
5666   int i, j, giv_count, pass;
5667
5668   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
5669   giv_count = 0;
5670   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
5671     giv_count++;
5672
5673   giv_array
5674     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
5675   i = 0;
5676   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
5677     giv_array[i++] = g1;
5678
5679 #ifdef GIV_SORT_CRITERION
5680   /* Sort the givs if GIV_SORT_CRITERION is defined.
5681      This is usually defined for processors which lack
5682      negative register offsets so more givs may be combined.  */
5683
5684   if (loop_dump_stream)
5685     fprintf (loop_dump_stream, "%d givs counted, sorting...\n", giv_count);
5686
5687   qsort (giv_array, giv_count, sizeof (struct induction *), giv_sort);
5688 #endif
5689
5690   for (i = 0; i < giv_count; i++)
5691     {
5692       g1 = giv_array[i];
5693       for (pass = 0; pass <= 1; pass++)
5694         for (j = 0; j < giv_count; j++)
5695           {
5696             g2 = giv_array[j];
5697             if (g1 != g2
5698                 /* First try to combine with replaceable givs, then all givs.  */
5699                 && (g1->replaceable || pass == 1)
5700                 /* If either has already been combined or is to be ignored, can't
5701                    combine.  */
5702                 && ! g1->ignore && ! g2->ignore && ! g1->same && ! g2->same
5703                 /* If something has been based on G2, G2 cannot itself be based
5704                    on something else.  */
5705                 && ! g2->combined_with
5706                 && combine_givs_p (g1, g2))
5707               {
5708                 /* g2->new_reg set by `combine_givs_p'  */
5709                 g2->same = g1;
5710                 g1->combined_with = 1;
5711
5712                 /* If one of these givs is a DEST_REG that was only used
5713                    once, by the other giv, this is actually a single use.
5714                    The DEST_REG has the correct cost, while the other giv
5715                    counts the REG use too often.  */
5716                 if (g2->giv_type == DEST_REG
5717                     && n_times_used[REGNO (g2->dest_reg)] == 1
5718                     && reg_mentioned_p (g2->dest_reg, PATTERN (g1->insn)))
5719                   g1->benefit = g2->benefit;
5720                 else if (g1->giv_type != DEST_REG
5721                          || n_times_used[REGNO (g1->dest_reg)] != 1
5722                          || ! reg_mentioned_p (g1->dest_reg,
5723                                                PATTERN (g2->insn)))
5724                   {
5725                     g1->benefit += g2->benefit;
5726                     g1->times_used += g2->times_used;
5727                   }
5728                 /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
5729                    of finding replaceable giv's, and hence this code may no
5730                    longer be necessary.  */
5731                 if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
5732                   g1->benefit -= copy_cost;
5733                 g1->lifetime += g2->lifetime;
5734                 
5735                 if (loop_dump_stream)
5736                   fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d combined with giv at %d\n",
5737                            INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
5738               }
5739           }
5740     }
5741 }
5742 \f
5743 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
5744
5745 void
5746 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
5747      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
5748      rtx m;          /* multiplicative constant */
5749      rtx a;          /* additive constant */
5750      rtx reg;        /* destination register */
5751      rtx insert_before;
5752 {
5753   rtx seq;
5754   rtx result;
5755
5756   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
5757   a = copy_rtx (a);
5758   b = copy_rtx (b);
5759
5760   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
5761   update_reg_last_use (a, insert_before);
5762   update_reg_last_use (b, insert_before);
5763   update_reg_last_use (m, insert_before);
5764
5765   start_sequence ();
5766   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
5767   if (reg != result)
5768     emit_move_insn (reg, result);
5769   seq = gen_sequence ();
5770   end_sequence ();
5771
5772   emit_insn_before (seq, insert_before);
5773 }
5774 \f
5775 /* Test whether A * B can be computed without
5776    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
5777
5778 static int
5779 product_cheap_p (a, b)
5780      rtx a;
5781      rtx b;
5782 {
5783   int i;
5784   rtx tmp;
5785   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
5786   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
5787   int win = 1;
5788
5789   /* If only one is constant, make it B.  */
5790   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5791     tmp = a, a = b, b = tmp;
5792
5793   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
5794   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5795     return 1;
5796
5797   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
5798   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
5799     return 0;
5800
5801   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
5802      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
5803      of insns is generated.  */
5804
5805   rtl_obstack = &temp_obstack;
5806   start_sequence ();
5807   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
5808   tmp = gen_sequence ();
5809   end_sequence ();
5810
5811   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
5812     {
5813       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
5814         win = 1;
5815       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
5816         win = 0;
5817       else
5818         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
5819           {
5820             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
5821
5822             if (GET_CODE (insn) != INSN
5823                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
5824                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
5825                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
5826                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
5827                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
5828               {
5829                 win = 0;
5830                 break;
5831               }
5832           }
5833     }
5834   else if (GET_CODE (tmp) == SET
5835            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
5836     win = 0;
5837   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
5838            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
5839            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
5840     win = 0;
5841
5842   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
5843      allocation to its normal obstack.  */
5844   obstack_free (&temp_obstack, storage);
5845   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
5846
5847   return win;
5848 }
5849 \f
5850 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
5851    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
5852    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
5853    to see if the optimization can be performed.
5854    Value is nonzero if optimization was performed.  */
5855
5856 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
5857    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
5858    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
5859    faster than one that increments from zero.  */
5860
5861 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
5862    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
5863    final_[bg]iv_value.  */
5864
5865 static int
5866 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start)
5867      rtx loop_end;
5868      int insn_count;
5869      rtx loop_start;
5870 {
5871   struct iv_class *bl;
5872   rtx reg;
5873   rtx jump_label;
5874   rtx final_value;
5875   rtx start_value;
5876   rtx new_add_val;
5877   rtx comparison;
5878   rtx before_comparison;
5879   rtx p;
5880
5881   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
5882      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
5883
5884   comparison = get_condition_for_loop (PREV_INSN (loop_end));
5885   if (comparison == 0)
5886     return 0;
5887
5888   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
5889      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
5890      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
5891      used between its update and the test insn.  */
5892
5893   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5894     {
5895       if (bl->biv_count == 1
5896           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
5897           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
5898                                    PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
5899         break;
5900     }
5901
5902   if (! bl)
5903     return 0;
5904
5905   /* Look for the case where the basic induction variable is always
5906      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
5907      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
5908      m68k DBRA instruction to be used.  */
5909
5910   if (((GET_CODE (comparison) == GT
5911         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
5912         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
5913        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
5914       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
5915       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
5916     {
5917       /* Initial value must be greater than 0,
5918          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
5919          the last iteration */
5920
5921       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
5922           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
5923           && (INTVAL (bl->initial_value) %
5924               (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
5925         {
5926           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
5927           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5928             = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
5929                        REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5930           bl->nonneg = 1;
5931
5932           return 1;
5933         }
5934
5935       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
5936          the loop, then we can safely optimize.  */
5937       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
5938         {
5939           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
5940             break;
5941           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
5942             continue;
5943
5944           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
5945           if (before_comparison
5946               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
5947               && GET_CODE (before_comparison) == LT
5948               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
5949               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
5950               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
5951             {
5952               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5953                 = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
5954                            REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5955               bl->nonneg = 1;
5956
5957               return 1;
5958             }
5959         }
5960     }
5961   else if (num_mem_sets <= 1)
5962     {
5963       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
5964       /* Can do this if:
5965          all registers modified are induction variables or invariant,
5966          all memory references have non-overlapping addresses
5967          (obviously true if only one write)
5968          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
5969       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
5970          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
5971          reversed.  We meet this condition by requiring that either
5972          no_use_except_counting is true, or else that there is only
5973          one biv.  */
5974       int num_nonfixed_reads = 0;
5975       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
5976       int no_use_except_counting = 0;
5977       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
5978          which is reversible.  */
5979       int reversible_mem_store = 1;
5980
5981       for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5982         if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5983           num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
5984
5985       if (bl->giv_count == 0
5986           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5987         {
5988           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
5989
5990           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
5991              fall through at the end of the the loop, then
5992              see if perhaps there are no uses except to count.  */
5993           no_use_except_counting = 1;
5994           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5995             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5996               {
5997                 rtx set = single_set (p);
5998
5999                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6000                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
6001                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
6002                   ;
6003                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
6004                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
6005                   /* Don't bother about the end test.  */
6006                   ;
6007                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
6008                   /* Any other use of the biv is no good.  */
6009                   {
6010                     no_use_except_counting = 0;
6011                     break;
6012                   }
6013               }
6014         }
6015
6016       /* If the loop has a single store, and the destination address is
6017          invariant, then we can't reverse the loop, because this address
6018          might then have the wrong value at loop exit.
6019          This would work if the source was invariant also, however, in that
6020          case, the insn should have been moved out of the loop.  */
6021
6022       if (num_mem_sets == 1)
6023         reversible_mem_store
6024           = (! unknown_address_altered
6025              && ! invariant_p (XEXP (loop_store_mems[0], 0)));
6026
6027       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
6028          the memory address check by only reversing loops with
6029          zero or one memory access.
6030          Two memory accesses could involve parts of the same array,
6031          and that can't be reversed.  */
6032
6033       if (num_nonfixed_reads <= 1
6034           && !loop_has_call
6035           && !loop_has_volatile
6036           && reversible_mem_store
6037           && (no_use_except_counting
6038               || ((bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
6039                    + num_movables + 2 == insn_count)
6040                   && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))))
6041         {
6042           rtx tem;
6043
6044           /* Loop can be reversed.  */
6045           if (loop_dump_stream)
6046             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
6047
6048           /* Now check other conditions:
6049              initial_value must be zero,
6050              final_value % add_val == 0, so that when reversed, the
6051              biv will be zero on the last iteration.
6052
6053              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
6054              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
6055              confusing.  */
6056
6057           if (comparison && bl->initial_value == const0_rtx
6058               && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
6059               /* LE gets turned into LT */
6060               && GET_CODE (comparison) == LT
6061               && (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
6062                   % INTVAL (bl->biv->add_val)) == 0)
6063             {
6064               /* Register will always be nonnegative, with value
6065                  0 on last iteration if loop reversed */
6066
6067               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
6068               reg = bl->biv->dest_reg;
6069               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
6070               if (jump_label == pc_rtx)
6071                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
6072               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
6073
6074               final_value = XEXP (comparison, 1);
6075               start_value = GEN_INT (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
6076                                      - INTVAL (bl->biv->add_val));
6077
6078               /* Initialize biv to start_value before loop start.
6079                  The old initializing insn will be deleted as a
6080                  dead store by flow.c.  */
6081               emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value), loop_start);
6082
6083               /* Add insn to decrement register, and delete insn
6084                  that incremented the register.  */
6085               p = emit_insn_before (gen_add2_insn (reg, new_add_val),
6086                                     bl->biv->insn);
6087               delete_insn (bl->biv->insn);
6088                       
6089               /* Update biv info to reflect its new status.  */
6090               bl->biv->insn = p;
6091               bl->initial_value = start_value;
6092               bl->biv->add_val = new_add_val;
6093
6094               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
6095                  not delete the label.  */
6096               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
6097
6098               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
6099                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
6100               if ((regno_last_uid[bl->regno]
6101                    != INSN_UID (PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
6102                   || ! bl->init_insn
6103                   || regno_first_uid[bl->regno] != INSN_UID (bl->init_insn))
6104                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
6105                                  loop_end);
6106
6107               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
6108               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
6109               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
6110
6111               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
6112               start_sequence ();
6113               emit_cmp_insn (reg, const0_rtx, GE, NULL_RTX,
6114                              GET_MODE (reg), 0, 0);
6115               emit_jump_insn (gen_bge (XEXP (jump_label, 0)));
6116               tem = gen_sequence ();
6117               end_sequence ();
6118               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
6119
6120               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
6121                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN; tem = PREV_INSN (tem))
6122                 ;
6123               if (tem)
6124                 {
6125                   JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
6126
6127                   /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
6128                   /* Register is now always nonnegative,
6129                      so add REG_NONNEG note to the branch.  */
6130                   REG_NOTES (tem) = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, NULL_RTX,
6131                                              REG_NOTES (tem));
6132                 }
6133
6134               bl->nonneg = 1;
6135
6136               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
6137                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
6138                  will have to be fixed up.  */
6139
6140               bl->reversed = 1;
6141
6142               if (loop_dump_stream)
6143                 fprintf (loop_dump_stream,
6144                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
6145
6146               return 1;
6147             }
6148         }
6149     }
6150
6151   return 0;
6152 }
6153 \f
6154 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
6155    based on the insns in the loop that refer to it.
6156    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
6157
6158    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
6159
6160    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
6161    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
6162    start of the loop.  */
6163
6164 static int
6165 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
6166      struct iv_class *bl;
6167      rtx loop_start;
6168      rtx end;
6169      int eliminate_p;
6170      int threshold, insn_count;
6171 {
6172   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
6173   rtx p;
6174
6175   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
6176      biv in a way that we cannot eliminate.  */
6177
6178   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
6179     {
6180       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
6181       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
6182
6183       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
6184           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
6185           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
6186         {
6187           if (loop_dump_stream)
6188             fprintf (loop_dump_stream,
6189                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
6190                      bl->regno, INSN_UID (p));
6191           break;
6192         }
6193     }
6194
6195   if (p == end)
6196     {
6197       if (loop_dump_stream)
6198         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
6199                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
6200       return 1;
6201     }
6202
6203   return 0;
6204 }
6205 \f
6206 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
6207    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
6208
6209    If BIV does not appear in X, return 1.
6210
6211    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
6212    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
6213    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
6214    the loop.  */
6215
6216 static int
6217 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
6218      rtx x, insn;
6219      struct iv_class *bl;
6220      int eliminate_p;
6221      rtx where;
6222 {
6223   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
6224   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
6225   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
6226   struct induction *v;
6227   rtx arg, new, tem;
6228   int arg_operand;
6229   char *fmt;
6230   int i, j;
6231
6232   switch (code)
6233     {
6234     case REG:
6235       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
6236          we can't eliminate it.  */
6237       if (x == reg)
6238         return 0;
6239       return 1;
6240
6241     case SET:
6242       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
6243       if (SET_DEST (x) == reg)
6244         return 1;
6245
6246       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
6247          it will go away when the giv is reduced.  */
6248       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6249         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
6250           return 1;
6251
6252 #ifdef HAVE_cc0
6253       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
6254         {
6255           /* Can replace with any giv that was reduced and
6256              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
6257              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
6258              ??? We disable this optimization to avoid potential
6259              overflows.  */
6260
6261           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6262             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
6263                 && v->add_val == const0_rtx
6264                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6265                 && v->mode == mode
6266                 && 0)
6267               {
6268                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6269                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6270                    insn, then we must adjust the value used here.
6271                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6272                 if (v->auto_inc_opt
6273                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6274                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6275                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6276                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6277                   continue;
6278
6279                 if (! eliminate_p)
6280                   return 1;
6281
6282                 /* If the giv has the opposite direction of change,
6283                    then reverse the comparison.  */
6284                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
6285                   new = gen_rtx (COMPARE, GET_MODE (v->new_reg),
6286                                  const0_rtx, v->new_reg);
6287                 else
6288                   new = v->new_reg;
6289
6290                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
6291                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
6292                   return 1;
6293               }
6294
6295           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
6296              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
6297              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
6298              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
6299              overflow problem.  */
6300
6301           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6302             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
6303                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6304                 && v->mode == mode
6305                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
6306                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
6307                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
6308                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
6309                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
6310               {
6311                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6312                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6313                    insn, then we must adjust the value used here.
6314                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6315                 if (v->auto_inc_opt
6316                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6317                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6318                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6319                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6320                   continue;
6321
6322                 if (! eliminate_p)
6323                   return 1;
6324
6325                 /* If the giv has the opposite direction of change,
6326                    then reverse the comparison.  */
6327                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
6328                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
6329                                  v->new_reg);
6330                 else
6331                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, v->new_reg,
6332                                  copy_rtx (v->add_val));
6333
6334                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
6335                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
6336                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
6337                   return 1;
6338
6339                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
6340                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
6341                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
6342
6343                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
6344                                   where);
6345
6346                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)),
6347                                      gen_rtx (COMPARE, VOIDmode,
6348                                               v->new_reg, tem), 0))
6349                   return 1;
6350               }
6351         }
6352 #endif
6353       break;
6354
6355     case COMPARE:
6356     case EQ:  case NE:
6357     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
6358     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
6359       /* See if either argument is the biv.  */
6360       if (XEXP (x, 0) == reg)
6361         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
6362       else if (XEXP (x, 1) == reg)
6363         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
6364       else
6365         break;
6366
6367       if (CONSTANT_P (arg))
6368         {
6369           /* First try to replace with any giv that has constant positive
6370              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
6371              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
6372
6373           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6374             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
6375                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
6376                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
6377                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
6378                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
6379                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
6380                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6381                 && v->mode == mode)
6382               {
6383                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6384                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6385                    insn, then we must adjust the value used here.
6386                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6387                 if (v->auto_inc_opt
6388                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6389                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6390                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6391                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6392                   continue;
6393
6394                 if (! eliminate_p)
6395                   return 1;
6396
6397                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
6398                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
6399
6400                 /* If all constants are actually constant integers and
6401                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
6402                    do so.  */
6403                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
6404                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
6405                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
6406                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
6407                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
6408                                                  * INTVAL (v->mult_val)
6409                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
6410                   return 1;
6411
6412                 /* Otherwise, load it into a register.  */
6413                 tem = gen_reg_rtx (mode);
6414                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
6415                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
6416                   return 1;
6417
6418                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
6419                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
6420               }
6421           
6422           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
6423              Insert insns to calculate new compare value.  
6424              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
6425
6426           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6427             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
6428                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6429                 && v->mode == mode
6430                 && 0)
6431               {
6432                 rtx tem;
6433
6434                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6435                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6436                    insn, then we must adjust the value used here.
6437                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
6438                 if (v->auto_inc_opt
6439                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6440                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6441                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6442                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6443                   continue;
6444
6445                 if (! eliminate_p)
6446                   return 1;
6447
6448                 tem = gen_reg_rtx (mode);
6449
6450                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
6451                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
6452                                  v->new_reg, 1);
6453
6454                 /* Compute value to compare against.  */
6455                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
6456                 /* Use it in this insn.  */
6457                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
6458                 if (apply_change_group ())
6459                   return 1;
6460               }
6461         }
6462       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
6463         {
6464           if (invariant_p (arg) == 1)
6465             {
6466               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
6467                  add_val. Insert insns to compute new compare value. 
6468                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
6469
6470               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6471                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
6472                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
6473                     && v->mode == mode
6474                     && 0)
6475                   {
6476                     rtx tem;
6477
6478                     /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6479                        to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6480                        insn, then we must adjust the value used here.
6481                        This is rare, so we don't bother to do so.  */
6482                     if (v->auto_inc_opt
6483                         && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6484                              && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6485                             || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6486                                 && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6487                       continue;
6488
6489                     if (! eliminate_p)
6490                       return 1;
6491
6492                     tem = gen_reg_rtx (mode);
6493
6494                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
6495                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
6496                                      v->new_reg, 1);
6497
6498                     /* Compute value to compare against.  */
6499                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
6500                                       tem, where);
6501                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
6502                     if (apply_change_group ())
6503                       return 1;
6504                   }
6505             }
6506
6507           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
6508              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
6509              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
6510              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
6511              but that can generate poor code.
6512
6513              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
6514              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
6515              we might have to do a topological sort of the order in which
6516              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
6517              this sort of thing now.  */
6518
6519 #if 0
6520           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
6521           if (GET_CODE (arg) != REG
6522               || reg_iv_type[REGNO (arg)] != BASIC_INDUCT)
6523             return 0;
6524
6525           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
6526              with identical coefficients.  */
6527           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6528             {
6529               struct induction *tv;
6530
6531               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
6532                 continue;
6533
6534               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
6535                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
6536                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
6537                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
6538                     && tv->mode == mode)
6539                   {
6540                     /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
6541                        to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
6542                        insn, then we must adjust the value used here.
6543                        This is rare, so we don't bother to do so.  */
6544                     if (v->auto_inc_opt
6545                         && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
6546                              && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
6547                             || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
6548                                 && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
6549                       continue;
6550
6551                     if (! eliminate_p)
6552                       return 1;
6553
6554                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
6555                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
6556                     /* Replace other operand with the other giv's
6557                        reduced reg.  */
6558                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
6559                     return 1;
6560                   }
6561             }
6562 #endif
6563         }
6564
6565       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
6566       return 0;
6567
6568     case MEM:
6569       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
6570          biv is used in it, since it will be replaced.  */
6571       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6572         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
6573           return 1;
6574       break;
6575     }
6576
6577   /* See if any subexpression fails elimination.  */
6578   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6579   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
6580     {
6581       switch (fmt[i])
6582         {
6583         case 'e':
6584           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl, 
6585                                        eliminate_p, where))
6586             return 0;
6587           break;
6588
6589         case 'E':
6590           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6591             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
6592                                          eliminate_p, where))
6593               return 0;
6594           break;
6595         }
6596     }
6597
6598   return 1;
6599 }  
6600 \f
6601 /* Return nonzero if the last use of REG
6602    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
6603
6604 static int
6605 last_use_this_basic_block (reg, insn)
6606      rtx reg;
6607      rtx insn;
6608 {
6609   rtx n;
6610   for (n = insn;
6611        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
6612        n = NEXT_INSN (n))
6613     {
6614       if (regno_last_uid[REGNO (reg)] == INSN_UID (n))
6615         return 1;
6616     }
6617   return 0;
6618 }
6619 \f
6620 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
6621    just record the location of the set and process it later.  */
6622
6623 static void
6624 record_initial (dest, set)
6625      rtx dest;
6626      rtx set;
6627 {
6628   struct iv_class *bl;
6629
6630   if (GET_CODE (dest) != REG
6631       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
6632       || reg_iv_type[REGNO (dest)] != BASIC_INDUCT)
6633     return;
6634
6635   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
6636
6637   /* If this is the first set found, record it.  */
6638   if (bl->init_insn == 0)
6639     {
6640       bl->init_insn = note_insn;
6641       bl->init_set = set;
6642     }
6643 }
6644 \f
6645 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
6646    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
6647    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
6648    use it.  */
6649
6650 static void
6651 update_reg_last_use (x, insn)
6652      rtx x;
6653      rtx insn;
6654 {
6655   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
6656      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
6657      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
6658      and hence this insn will never be the last use of x.  */
6659   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
6660       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
6661       && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (x)]] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
6662     regno_last_uid[REGNO (x)] = INSN_UID (insn);
6663   else
6664     {
6665       register int i, j;
6666       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6667       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6668         {
6669           if (fmt[i] == 'e')
6670             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
6671           else if (fmt[i] == 'E')
6672             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6673               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
6674         }
6675     }
6676 }
6677 \f
6678 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
6679    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
6680    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
6681    be returned.
6682
6683    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
6684    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
6685    of the condition is desired, it should be placed in front of that
6686    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
6687
6688    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
6689    callers.  Specifically:
6690
6691    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
6692    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
6693    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
6694    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
6695        for GE, GEU, and LEU.  */
6696
6697 rtx
6698 get_condition (jump, earliest)
6699      rtx jump;
6700      rtx *earliest;
6701 {
6702   enum rtx_code code;
6703   rtx prev = jump;
6704   rtx set;
6705   rtx tem;
6706   rtx op0, op1;
6707   int reverse_code = 0;
6708   int did_reverse_condition = 0;
6709
6710   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
6711   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
6712       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
6713     return 0;
6714
6715   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
6716   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
6717   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
6718
6719   if (earliest)
6720     *earliest = jump;
6721
6722   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
6723      the condition.  */
6724   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
6725       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
6726     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
6727
6728   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
6729      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
6730      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
6731      in cse.c  */
6732
6733   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
6734     {
6735       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
6736       rtx x = 0;
6737
6738 #ifdef HAVE_cc0
6739       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
6740          insn.  */
6741       if (op0 == cc0_rtx)
6742         {
6743           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6744               || GET_CODE (prev) != INSN
6745               || (set = single_set (prev)) == 0
6746               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
6747             return 0;
6748
6749           op0 = SET_SRC (set);
6750           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
6751           if (earliest)
6752             *earliest = prev;
6753         }
6754 #endif
6755
6756       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
6757       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
6758         {
6759           op1 = XEXP (op0, 1);
6760           op0 = XEXP (op0, 0);
6761           continue;
6762         }
6763       else if (GET_CODE (op0) != REG)
6764         break;
6765
6766       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
6767          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
6768          we don't want to bother dealing with it.  */
6769
6770       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6771           || GET_CODE (prev) != INSN
6772           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
6773           || (set = single_set (prev)) == 0)
6774         break;
6775
6776       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
6777          relevant.  */
6778       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
6779         {
6780           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
6781
6782           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
6783                || (((code == NE
6784                      || (code == LT
6785                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
6786                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
6787                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6788                          && (STORE_FLAG_VALUE
6789                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
6790                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
6791 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
6792                      || (code == LT
6793                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
6794                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
6795 #endif
6796                      ))
6797                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')))
6798             x = SET_SRC (set);
6799           else if (((code == EQ
6800                      || (code == GE
6801                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
6802                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6803                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
6804                          && (STORE_FLAG_VALUE
6805                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
6806                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
6807 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
6808                      || (code == GE
6809                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
6810                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
6811 #endif
6812                      ))
6813                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')
6814             {
6815               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
6816                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
6817                  have had to reverse the condition.  */
6818               did_reverse_condition ^= 1;
6819               reverse_code = 1;
6820               x = SET_SRC (set);
6821             }
6822           else
6823             break;
6824         }
6825
6826       else if (reg_set_p (op0, prev))
6827         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
6828         break;
6829
6830       if (x)
6831         {
6832           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
6833             code = GET_CODE (x);
6834           if (reverse_code)
6835             {
6836               code = reverse_condition (code);
6837               did_reverse_condition ^= 1;
6838               reverse_code = 0;
6839             }
6840
6841           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
6842           if (earliest)
6843             *earliest = prev;
6844         }
6845     }
6846
6847   /* If constant is first, put it last.  */
6848   if (CONSTANT_P (op0))
6849     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
6850
6851   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
6852      was really being compared, so fail.  */
6853   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
6854     return 0;
6855
6856   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
6857      if we can do computations in the relevant mode and we do not
6858      overflow.  */
6859
6860   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
6861       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
6862       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6863     {
6864       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
6865       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
6866       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
6867         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
6868
6869       switch (code)
6870         {
6871         case LE:
6872           if (const_val != max_val >> 1)
6873             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
6874           break;
6875
6876         case GE:
6877           if (const_val
6878               != (((HOST_WIDE_INT) 1
6879                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
6880             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
6881           break;
6882
6883         case LEU:
6884           if (uconst_val != max_val)
6885             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
6886           break;
6887
6888         case GEU:
6889           if (uconst_val != 0)
6890             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
6891           break;
6892         }
6893     }
6894
6895   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
6896      EQ or NE, return zero.  */
6897   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
6898       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
6899       && ! flag_fast_math
6900       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
6901     return 0;
6902
6903 #ifdef HAVE_cc0
6904   /* Never return CC0; return zero instead.  */
6905   if (op0 == cc0_rtx)
6906     return 0;
6907 #endif
6908
6909   return gen_rtx (code, VOIDmode, op0, op1);
6910 }
6911
6912 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
6913    unless both operands are invariants.  */
6914
6915 rtx
6916 get_condition_for_loop (x)
6917      rtx x;
6918 {
6919   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
6920
6921   if (comparison == 0
6922       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
6923       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
6924     return comparison;
6925
6926   return gen_rtx (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
6927                   XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
6928 }